基于压电介质中圆柱夹杂与裂纹的动力反平面相互作用

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文压电介质中圆柱夹杂与裂纹的动力反平面相互作用姓名：董俊强申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：宋天舒20070301哈尔滨工程大学硕十研究生毕业论文摘要压电材料在智能材料中使用非常广泛，例如力电传感器，传输器和执行器，因为它们有较好的力电耦合特性。本文的目的是对在压电介质中圆柱形夹杂和裂纹之间动力反平面行为进行理论研究，并得出了相应的理论。主要说明裂纹尖端动应力强度因子和夹杂周边动应力集中系数。本文主要讨论在无限压电介质中圆柱形夹杂和裂纹之间的动力相互作用，本文中公式以复变函数和Green函数为基础。假定裂纹边界条件为电导通裂

2、纹。Green函数是在一个具有圆形夹杂的基体中，在任意位置放置出平面线源周期性荷载时的位移基本解．求解思路是：第一。求解sH波在圆形夹杂存在情况下的散射场。第二，在裂纹实际存在的位置实旌裂纹“人工切割”，以恢复存在的裂纹．第三，实施这一过程的关键，即是求解的Gren函数．利用Green函数，构造“人工裂纹”以求解裂纹尖端的动强度因子。得到裂纹尖端处动应力强度因子和圆柱形夹杂周边动应力集中系数的结论。最后，用图形表示的数值解来说明入射波的频率，材料的压电特征参数和裂纹和圆柱夹杂的几何性质对裂纹尖端处动应力强度因子和夹杂周边动应力集中系数的影响。关键词：压电材

3、料；动应力强度因子；动应力集中系数；圆柱夹杂与裂纹相互作用；Green函数；动力反平面行为哈尔滨工程大学硕十论文AbstractPiezoelectricmaterialshavebeenmoreandmol'ewidelyusedinSnla_rtmatrialssuchasetectromechanicalSOP．SOtS，transducersandactuatorsduetotheirstrongeleetromechanicalcouplingcharacteristics．Theobjectiveofthispaperistoprovideat

4、heoreticalstudyondynamicanti-planeinteractionbetweenacrackandacircularinclusioninapiezoelecctricmedium．Theemphasisisplacedonstressintensityfae幻l'Sandstressconcentrationfactors．Inthispaper,dynamicinteractionisinvestigatedtheoreticallybetweenacrackandacircularinclusioninaninfinitepi

5、ezoelectricmedium．Theformulac龇basedonthemethodofcomplexvariableandGreen’Sfunction，Theboundaryconditionsofthecrackareassumedtobetractionfreeandelectricallypermeable．Beingafundamentalsolutionofdisplacementfieldforaninfiniteelasticpiezoeleetricmediumpossessingapiezoelectriccircularin

6、clusionsubjecttoananti—planeharmoniclineforceatanypoint．aspecialGreen’sfunctionisconstructedforthepresentproblem．Firstly，thescatteringproblemofSH—wavebyacircularinclusionWassolved，Secondlydynamicstressintensityfactorsatthecrack’Stipanddymmicstressconcentrationfactorsatthecavity’Se

7、dgeareobtainedwithcrack-divisiontechnique．BasedOilGreen’Sfunctionandemployedtothemethodofcrack．divisionatactualpositionofthecrack，thecrackwascoRstrncted．Thirdly，theexpressionofdynamicstressintensityfactorWasdeterminedbyintergrationofGreen’Sfunction．Finnaly．calculatingresultsareplo

8、ttedSOastoshowhowthefxequenciesof