一维六方压电准晶中纳米孔边周期Ⅲ型任意位置裂纹断裂力学分析

编号：CYYJ04782

篇名：一维六方压电准晶中纳米孔边周期Ⅲ型任意位置裂纹断裂力学分析

作者：肖俊华1,2；童鸣1,2

关键词： 表面效应; 一维六方压电准晶; 纳米孔; 孔边周期裂纹; 电弹场强度因子;

机构： 1.燕山大学工程力学系2.燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室

摘要： 本文基于Gurtin-Mordoch表面弹性理论和解析函数边值理论，考虑纳米缺陷（孔和裂纹）的表面效应，理论研究了一维六方压电准晶中纳米孔边任意位置的周期性Ⅲ型裂纹的断裂特征。利用保角变换技术获得了一种新的变形映射函数，结合解析函数边值问题理论，推导了在该反平面剪切问题中具有压电效应时的任意位置裂尖的声子场、相位子场和电场的电弹场强度因子的解析表达式。讨论了裂纹位置、缺陷尺寸、裂纹数量、裂纹长/孔径比、声子场-相位子场耦合系数及外加载荷对无量纲场强因子的影响。研究表明：无论是否考虑表面效应，裂纹位置对电弹场强度因子的影响都非常显著。考虑表面效应时电弹场强度因子具有明显的尺寸效应。耦合系数、声子场载荷、相位子场载荷和电载荷对裂尖的无量纲场强因子具有显著的非线性影响。