一维六方准晶复合材料平面断裂问题研究

发布时间：2021-06-09 00:13

　　准晶作为一种新型智能材料,具有硬度高、摩擦系数低、耐高温和耐磨等特性,可以作为发动机表面的涂层材料,改善发动机热端部件,降低气缸与缸体之间的摩擦强度。但是由于复合材料在加工和制造过程中不可避免存在缺陷,影响其工作稳定性和使用寿命。本文以一维六方准晶为例,研究准晶复合材料平面断裂问题。主要工作如下:1.利用Stroh公式,得到一维六方准晶复合材料界面上广义位错和张开位移的格林函数解。建立界面裂纹的积分微分方程,分析裂纹尖端张开位移的奇异性。利用高斯分布函数代替Delta函数,消除裂纹尖端的振荡奇异性,将积分微分方程转化为积分方程。将边界元法推广运用到准晶复合材料界面问题,计算得到界面裂纹的张开位移。数值讨论了高斯分布系数对计算结果的影响,利用COMSOL软件验证结果的正确性,讨论了不同的载荷对能量释放率的影响。2.利用Stroh公式得到准晶-晶体复合材料界面上广义位错、均布张开位移和集中张开位移的基本解。建立界面裂纹的积分微分方程,讨论裂纹尖端的奇异性,得到裂纹尖端广义强度因子和能量释放率的表达式。利用数值方法计算得到界面裂纹的张开位移,分析了准晶-晶体复合材料界面上声子场载荷对能量释放... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

准晶界面裂纹的网格划分α

如图 3.1 所示。67]。表Material 1 ( GPa150,100,901213C=C=130,5044 C=0.18,0.32 K=1.50,1.20,123R=R=计算过程中，使用有限元软件网格划分如图 3.2单元。。裂纹半长 l 等于 0.01m，计算所使用的材料常数如3.1 一维六方准晶和晶体材料常数) Material 2 ( GPa901.20234.33,57.41,111213C= C=C232.22,70.193344C= C=0,012K= K=0123R= R=R=使用有限元软件 COMSOL 来验证基本解的正确性.2 所示，在裂纹尖端附近使用三角形单元，计算所使用的材料常数如)66.6313=来验证基本解的正确性。，在其他

图材料位错的基本解示为一个5 阶的对角阵下所示urgers 矢量23FF 分量以及沿表示相位子场位错力F，然后分别考虑一个传统位错即声子位错4.1 任意点处的广义位错和广义点力[69]，一维六方压电准晶介质 Strof( )ln()q,dzzzαα= 阶的对角阵；q是和广义 Burgers 矢量b和(),21TTqAFBb=+iπb和广义力F的定义分别为(12=bbb)T'2q F，其中ib 和 F(i =1,2,3)i分别为 B分量以及沿ix 方向的单位线力； 表示电势差；表示相位子场位错；'2F 为相位子场的单位线力。然后分别考虑一个传统位错即声子位错*=b

【参考文献】：
期刊论文
[1]准晶材料的应用研究进展[J]. 李志强,徐洲,李小平,王硕.  材料导报. 2002(02)
[2]准晶材料性能及应用研究现状[J]. 张利明,董闯.  材料导报. 2000(01)
[3]准晶的对称性和物理性质[J]. 胡承正,杨文革,王仁卉,丁棣华.  物理学进展. 1997(04)



本文编号：3219503