【摘 要】
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该文借助Stroh理论,通过求解Riemann-Hilbert问题,得到了含中心裂纹的压电材料在裂面上满足PKHS[1]电边界条件时的解析解.在相同载荷条件下,对平面问题得到的数值结论与以往
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该文借助Stroh理论,通过求解Riemann-Hilbert问题,得到了含中心裂纹的压电材料在裂面上满足PKHS[1]电边界条件时的解析解.在相同载荷条件下,对平面问题得到的数值结论与以往研究者依据Lekhnitskii理论导出的结果完全吻合.当将载荷提高到工程应用范围内时,PKHS[1]裂纹的电位移强度因子和裂尖能量释放率均表现出非线性特征.在广义平面应变假设下,数值结果表明,裂尖能量释放率具有显著的载荷相关性,而机械应变能释放率则完全不随电场的变化而变化.另一方面,该文运用Bueckner功共轭积分和权函数方法,结合有限元计算,给出了三种不同的双压电材料中半无限界面裂纹在不同的远场力电载荷作用下的Ⅰ型、Ⅱ型应力强度因子和电位移强度因子的不同趋势.数值结果表明,当远场机械载荷很小时,仅承受一定强度的正电场作用,裂纹也会断裂.另外,对于不同的双压电材料而言,其Ⅰ型应力强度因子和电位移强度因子随外载荷变化的趋势也不同,只有Ⅱ型应力强度因子基本不随电场的变化而变化.随着远场机械载荷的增大,Ⅰ型应力强度因子对电场的斜率变化与电位移强度因子对电场的斜率变化相比更平缓.
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