准晶压电双材料中的缺陷分析

来源 :内蒙古师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ltxiong
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准晶作为一种新型的功能材料和结构材料,由于其特殊的结构和优良的性能,已在许多领域被广泛使用.而准晶结构内部存在的缺陷(如位错,裂纹,孔洞等)对准晶材料的性能和应用等方面影响较大.因此,开展对含缺陷的准晶材料的研究有着重要的意义.本文基于准晶压电材料的基本方程,利用复变函数方法,对含缺陷的准晶压电双材料进行了分析,为深入研究准晶压电材料的断裂力学问题提供了理论基础.主要工作如下:1.首先研究了含螺型位错无限大准晶压电双材料的解,给出了电弹性场的解析表达式和作用在位错上的像力的解析表达式,分析了螺型位错与界面的相互作用问题.其次,获得了含螺型位错半无限大准晶压电双材料的解.通过数值算例详细地分析了无限大和半无限大准晶压电双材料中声子场应力,相位子场应力以及电位移的分布特征,讨论了声子场-相位子场耦合弹性常数对像力的影响.2.在上述研究的工作基础上,研究了无限大准晶压电双材料中螺型位错与楔形裂纹的相互作用问题,获得了电弹性场的解析表达式以及裂纹尖端的应力强度因子和作用在位错上的像力的解析表达式.最后通过数值算例分析了位错的位置、楔形角等几何参数,以及声子场-相位子场耦合弹性常数对像力和强度因子的影响,其次详细地讨论了双材料中声子场应力,相位子场应力以及电位移的分布特征.在得到的解的基础上,讨论了几种特殊情况.3.通过构造新的保角映射函数,探讨了无限大准晶压电双材料中螺型位错与椭圆孔口带两不对称裂纹的相互作用问题,获得了电弹性场的解析表达式,给出了应力强度因子和像力等断裂判据.并且在得到的解的基础上,分析了几种特殊情况.最后通过数值算例讨论了位错位置等几何参数和声子场-相位子场耦合弹性常数对像力和强度因子的影响.
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