正交异性压电双材料反平面界面端裂纹分析
2021-01-28赵慧娟李俊林谢秀峰董安强
太原科技大学学报 2021年1期
赵慧娟,李俊林,谢秀峰,董安强
(太原科技大学 应用科学学院,太原 030024)
压电材料具有机电耦合性,即力载荷可以引起材料变形,进而引起电场的改变,同时电场也会引起变形使应力和裂纹尖端撕开位移发生改变,这样的特性使其在现代工程中具有广阔的应用前景。在现代工程应用中最典型的就是双压电材料复合的压电元件。双压电材料存在连接界面,界面处的工艺缺陷在外加机电载荷的作用下会形成界面裂纹,这在很大程度上影响压电元件的正常工作的可靠性。目前,双压电材料的研究主要集中在横观各项同性压电双材料界面裂纹或单侧裂纹尖端场的各类强度因子,对正交各向异性压电双材料的界面端裂纹应力分析相对较少。因此,研究正交异性压电双材料界面端裂纹是有意义的。2011年,赵静和李俊林教授[1]分析了在任意角度的边界条件作用下的各向同性与正交异性双材料反平面平板搭接界面端裂纹应力,运用复合材料断裂复变方法解析了广义重调和方程组的边值问题从而得到了裂纹界面端的位移场、应力场、应力强度因子的理论解析解。同时,赵文婷和李俊林教授[2]分别研究了在一种各向同性和一种正交异性双材料、正交异性双材料界面端裂纹分析中数值分析了边界条件中的任意角度的不同和材料参数的不同对应力场的影响,分析得到不同材料的界面端裂纹应力显表现出各不相同的规律,运用这些规律在分析双材料界面端裂纹分析和现代工程上合理选择材料上有一定的理论指导意义。……
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