含非均匀材料的层合结构体中界面上的运动裂纹问题

摘要

随着科学技术的迅猛发展，对材料的要求越来越高.通常单一材料很难满足工程实际中多功能要求.于是，层合结构得到了广泛应用.另一方面，功能梯度材料的发展证明，该种材料可以减少应力集中，并能提高断裂韧性，因此被广泛应用在实际工程中，并且功能梯度的概念已经扩展到压电或压电/压磁材料中进行研究.本文是在弹性材料，压电材料和压电/压磁材料的线性宏观理论下，主要研究了含非均匀材料的层合结构板中界面运动裂纹问题.
　　 本文共分五章.第一章概述了复合材料的发展与研究现状，界面力学的发展与研究现状，断裂动力学的研究方法，基本方程以及本文的主要工作.第二章讨论了以功能梯度带型为基底的层合结构体中粘接界面上的反平面运动裂纹问题.第三章讨论了含功能梯度压电条的层状介质中粘接界面上的反平面运动裂纹问题.第四章讨论了两个不同功能梯度压电/压磁带粘接界面上的反平面运动裂纹问题.在忽略界面上裂纹尖端处裂纹面相互叠入的前提下，借助积分变换技术，将所研究的问题转化成对偶积分方程，运用Copson-Sih方法将对偶积分方程变为第二类Fredholm积分方程进行求解，，最后通过数值计算，讨论了梯度参数，运动速度以及几何比率对动应力强度因子的影响.最后一章对全文进行了简要的总结，并且提出一些今后感兴趣的问题.

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英文文摘

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第一章绪论

1.1复合材料的发展与研究现状

1.1.1压电材料概述

1.1.2压电/压磁材料概述

1.2界面力学的发展与研究现状

1.3断裂动力学的研究方法

1.4基本方程

1.4.1压电材料的基本方程

1.4.2压电/压磁材料的基本方程

1.5本文的主要工作

第二章以功能梯度带型为基底的层合结构体中粘接界面上的反平面运动裂纹

2.1引言

2.2问题的描述和基本方程

2.3对偶积分方程的导出

2.4裂纹尖端的应力强度因子

2.5数值算例和结果讨论

2.6总结

第三章含功能梯度压电条的层状介质中粘接界面上的反平面运动裂纹

3.1引言

3.2问题的描述和基本方程

3.3对偶积分方程的导出

3.4裂纹尖端场的强度因子

3.5数值算例和结果讨论

3.6总结

第四章不同功能梯度压电压磁带粘接界面上的反平面运动裂纹

4.1引言

4.2问题的描述和基本方程

4.3对偶积分方程的导出

4.4裂纹尖端场的强度因子

4.5数值算例和结果讨论

4.6总结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢