收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

磁电弹性介质的断裂问题研究

钟献词  
【摘要】: 由于压电压磁复合材料具有力和磁、力和电以及电和磁的耦合效应,它在制作各种智能器件的实际工程中具有较大的潜在用途。又由于材料所固有的脆性,器件在制作和使用的过程中,不可避免的存在各种缺陷,于是,分析由于缺陷的存在而导致的磁电介质中磁、电、弹性场的非均匀分布成为了众多力学工作者关注的热点。在目前已有的裂纹问题研究中,有两种裂纹面的磁电边界条件被广泛使用:磁电渗透型和磁电非渗透型,磁电渗透型是假设裂纹内部介质的磁导率和电容率是无穷大,电场和磁场不受裂纹的制约,而磁电非渗透型却假设裂纹内介质的磁导率和电容率是零,电场和磁场不能通过,很明显,这两者都是数学上的简单近似,与实际的裂纹情形不符,有必要提出更符合实际情形的裂纹模型,对静态和动态荷载作用下的裂纹响应问题进行研究。 首先,在第二章中,分析了磁电弹性介质裂纹问题的边界条件,特别讨论了裂纹面磁电边界条件。为了模拟真实的裂纹情形,对于反平面裂纹问题,通过引进参数,提出了与磁电全渗透型裂纹面电位移和磁感应强度有关的裂纹面磁电边界条件。而对于Ⅰ型荷载裂纹问题,拓展了压电材料裂纹问题的半渗透型裂纹面电边界条件,给出了与裂纹张开位移有关的裂纹面磁电边界条件。分析表明,四种理想的裂纹面磁电边界条件:磁电渗透型,磁电非渗透型,磁渗透而电非渗透型,磁非渗透而电渗透型分别是它们的极限情形。 其次,对于静态荷载情形,第三章讨论了磁电介质带形中存在一个反平面非中心对称裂纹的电磁弹性场的非均匀分布问题,采用有限的Fourier变换方法,获得了磁、电、弹性场的精确分析解,数值结果分析了外加磁电场对裂纹扩展的影响,结果表明,采用的断裂判据不同,外加磁电场对裂纹的扩展影响也不同。采用相应的裂纹面边界条件,第四章中研究了无穷大磁电介质的静态Ⅰ型裂纹问题,获得由于裂纹的存在而诱导的磁电弹性场的精确分析解,通过数值实例,讨论了外加磁电场及裂纹内部介质对能量释放率的影响。考虑到在静态荷载情形,应力强度因子不受外加电场和磁场的影响,而裂纹尖端的应力分布和外加磁电场有关,于是,我们又讨论了磁电弹性介质中Griffith裂纹尖端的T应力问题,分析了外加电磁场和裂纹内介质对T应力的影响,结果表明,T应力是影响裂纹扩展方向的重要参量。在第五章中,研究了无穷大磁电弹性介质中内含Ⅰ型荷载下的圆形裂纹问题,采用Hankle积分变换,获得了全平面三维磁电弹性场的精确分析解,数值结果讨论了裂纹面上磁感应强度和电位移对外加应力的影响,并分析了断裂参量随外加电磁场的变化趋势。 接着,考虑到器件的动态工作环境,分析磁电介质中裂纹的动态响应有重要的实际意义。在第六章中,采用较能模拟真实裂纹情形的裂纹面磁电边界条件,我们分析了两不同压电压磁材料的界面反平面匀速运动裂纹问题,采用Fourier变换,获得了动态磁、电、弹性场的精确分析解。基于裂纹尖端环向最大应力判据,分析了外加磁电场对裂纹扩展方向的影响,并讨论了裂纹分叉角和运动速度的关系,以及磁电弹性介质的磁导率对裂纹分叉的影响。而对于Ⅰ型冲击响应问题,在第七章中,采用Fourier变换和Laplace变换,给出裂纹尖端磁电弹性场的数值解。数值实例分析了全非渗透型裂纹尖端能量释放率、张开位移强度因子和应力强度因子对规范化时间的变化规律。 最后,研究了磁电弹性介质与纯弹性介质的界面裂纹对反平面剪切波的散射问题,采用积分变换方法以及磁电渗透型和磁电非渗透型两种裂纹面磁电边界条件,获得了裂纹尖端磁电弹性场的数值解,数值实例表明了能量释放率和应力强度因子关于入射波频率和入射角的变化规律。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 段士杰;张庆海;刘淑红;;含不可渗透边裂纹压电材料反平面问题的解[J];计算力学学报;2006年02期
2 刘淑红,张志国,邹振祝;压电材料中反平面渗透裂纹的解[J];工程力学;2003年05期
3 胡玉林,侯密山;各向异性压电材料平面裂纹的耦合场分析[J];固体力学学报;2000年04期
4 侯密山;压电材料反平面运动裂纹的能量释放率与分叉角[J];应用力学学报;2001年02期
5 胡克强;李国强;仲政;;矩形压电体中反平面裂纹的电弹性场[J];力学季刊;2006年01期
6 马德林;广义应力强度因子断裂准则[J];力学学报;1978年02期
7 王奇志,张行,任炳义;含非对称裂纹三维有限大体应力强度因子能量释放率方法的封闭解[J];航空学报;1989年12期
8 王保林,韩杰才,杜善义;沿厚度非均匀复合材料的动态断裂力学研究[J];固体力学学报;1998年04期
9 孔令超,谢禹钧;非对称弯曲双边裂纹管道的应力强度因子[J];抚顺石油学院学报;2000年02期
10 李艳松;刘金玲;;弹性平板硬币型裂纹断裂分析[J];山西建筑;2006年02期
11 马旭;;功能梯度/压电材料中裂纹对SH波的散射问题[J];苏州科技学院学报(自然科学版);2009年02期
12 刘卫国;姚安林;李又绿;陈华燕;曾祥国;;冲击载荷作用下含裂纹高压埋地输气管道的安全性评定[J];固体力学学报;2010年S1期
13 王保林,杜善义,韩杰才;非均匀复合材料中反平面裂纹的动态断裂力学研究[J];复合材料学报;1998年04期
14 高存法,樊蔚勋;压电介质内裂纹问题的精确解[J];应用数学和力学;1999年01期
15 张淳源;混合型裂纹的能量判据[J];湘潭大学自然科学学报;1979年00期
16 沈为,李德怡;复合型断裂的非线性能量分析[J];固体力学学报;1983年01期
17 赵诒枢;复合型裂纹扩展的Griffith准则[J];力学季刊;1987年02期
18 黄维扬;非线性断裂力学的一个精确解[J];南京航空航天大学学报;1991年01期
19 方谈;;变换及其应用[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);1981年01期
20 温捷生;;关于公式[t~m]=∫_0~(+∞)t~me~(-st)dt=(Γ(m+1))/(S~(m+1)[常数m>-1,R_e(s)>0]的一个简单证明[J];大学数学;1985年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟献词;李显方;;磁电弹性介质中圆形裂纹诱导的完全场[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
2 刘卫国;姚安林;李又绿;陈华燕;曾祥国;;冲击载荷作用下含裂纹高压埋地输气管道的安全性评定[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 郭俊宏;刘萍;卢子兴;秦太验;;有限高狭长压电体中半无限反平面裂纹分析[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
4 姜清辉;罗先启;丰定祥;;水压爆破冲击波荷载作用下梁的动态响应[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
5 张博;杨妍妮;黄晓容;;风力发电机齿轮传动系统动态特性分析[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
6 朱艳芬;陈恩利;申永军;司春棣;;含有故障的齿轮系统扭转振动响应分析[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
7 张博;杨妍妮;黄晓容;;风力发电机齿轮传动系统动态特性分析[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
8 张博;杨妍妮;黄晓容;;风力发电机齿轮传动系统动态特性分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
9 苗立琴;李学光;李辉;张大舜;姜合萍;;基于扭力轴扭转状态下的动力学分析研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年
10 王志宇;徐立鸿;;变积分作用的PID算法[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟献词;磁电弹性介质的断裂问题研究[D];中南大学;2008年
2 李艳松;磁电弹性材料断裂问题理论与数值解法[D];东北大学;2010年
3 张强;含随机参数结构的动态响应研究[D];中国农业大学;2001年
4 张鹏飞;电力系统动态响应的数据挖掘[D];山东大学;2005年
5 孙宝玉;轻型大视场光学遥感器结构动态特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
6 张林;理想弹塑性材料扩展裂纹尖端场高次渐近解[D];清华大学;1993年
7 王飞;脉冲激光冲击成形的理论与实验研究[D];上海交通大学;2008年
8 周震寰;断裂问题中的哈密顿体系方法及其应用[D];大连理工大学;2011年
9 马丽芹;半导体光电探测器中载流子输运过程研究[D];国防科学技术大学;2005年
10 张炎治;中国能源强度的演变机理及情景模拟研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟献词;积分变换方法求解压电带形中静止或运动的共线裂纹问题[D];湖南师范大学;2004年
2 陆兆峰;车辆对路面作用的力学行为研究[D];长安大学;2005年
3 周秀芝;压力容器在非正常工况下动态响应情况研究[D];中国石油大学;2008年
4 吴晓晖;小型被动式直接甲醇燃料电池动态性能实验研究[D];北京工业大学;2009年
5 陶青秋;本征正交分解(POD)方法在建筑风荷载及其动态响应中的应用研究[D];汕头大学;2002年
6 王公忠;爆破开挖对边坡损伤的研究[D];武汉理工大学;2004年
7 张铁军;板壳结构在爆炸载荷作用下的破坏分析[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 邢耀忠;机场刚性道面结构参数的动态反演方法研究[D];西北工业大学;2006年
9 余志刚;中国50百分位人体与标准试验假人正面碰撞响应差异的研究[D];湖南大学;2008年
10 白强;海洋浮标及天线杆动力分析及结构优化[D];中国海洋大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;多彩联手Intel力推2.3规范电源[N];电脑报;2007年
2 苏菲;变革鸿沟扩大 CIO变身企业改革驱动领袖[N];中国联合商报;2008年
3 本报记者 许泳;IBM 存储方案响应动态需求[N];计算机世界;2009年
4 姜岩;神奇的反物质[N];中国矿业报;2002年
5 ;关于等离子电视的重重误解[N];中国电子报;2006年
6 曲希刚;ACOPOSmulti智能伺服驱动器突出节能、紧凑及安全要求[N];中国纺织报;2007年
7 电脑商报记者 彭敏;“动态”基因造就个性存储[N];电脑商报;2009年
8 邢小萍;企业如何走出信息管理双重窘境?[N];网络世界;2009年
9 刘;一“吸”而就[N];计算机世界;2002年
10 记者  胡洪森;等离子:大屏市场占据优势[N];中国电子报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978