光热微驱动器利用材料的热膨胀效应实现位移输出,使得驱动机构能够实现微纳米级驱动及操作。由于控制便利,结构紧凑,输出力和位移较大,易于集成化的优点,得到越来越多研究者的重视。其层间的缺陷问题和疲劳寿命更成为重要的研究课题。断裂力学将讨论的缺陷模型化为裂纹。研究裂纹对物体或构件强度的影响,就是讨论裂纹体的强度规律和裂纹在物体中运动规律。从这个意义上讲,断裂力学又可以称为裂纹体力学,弥补了常规强度设计不能处理裂纹的不足之处。光热微驱动器由两层不同材料组成,对于双材料模型,由于不同材料的物理和力学性能之间有着明显的不同,使得界面矩阵点的分布明显不均匀,同时靠近界面的区域的残余应力使得界面缺陷的含量较高,因此界面裂纹是较为常见的情况。在使用的过程中,材料的整体的力学性能不仅仅取决于材料的属性,同样也取决于界面缺陷的变形与破坏机制。所以针对界面及近界面的结构参数,载荷以及材料的热力学性能对于界面缺陷的破换机制影响的研究显得尤为重要。论文的工作和研究成果主要有以下几个方面:(1)按照经典弹性力学理论,对于线弹性、各向同性、均匀的弹性固体,由裂纹尖端的广义幂级数解推导出相应的应力强度因子和T应力的表达。介绍了应力强度因子及T应力在有限元程序Abaqus中的计算原理。(2)介绍最大周向应力准则和应变能密度因子准则,按照考虑T应力后的最大周向应力准则,分析并讨论了裂纹尖端不同裂纹角度时开裂角的变化。(3)建立了Ⅰ型、Ⅱ型和层间裂纹三种裂纹模型,基于应力强度因子和T应力在Abaqus中的计算原理,计算值分析了不同跨高比和逢高比对于应力强度因子和T应力的影响。对于双材料的层间裂纹进一步讨论了上下材料的弹性模量之比对于应力强度因子和T应力的影响。并通过应力强度因子手册的计算值与有限元模拟的数据的对比,验证了Abaqus有限元程序计算的准确性。(4)将光热微驱动器在激光脉冲作用下的力学模型简化为双材料悬臂梁模型,并根据裂纹位置的不同分为界面上裂纹模型和界面裂纹模型。通过在一个激光脉冲周期内应力强度因子、T应力以及开裂角的变化趋势,分析了裂纹左右端、材料上层厚和不同上层材料对于双材料悬臂梁的热应力和断裂强度的影响。