含非均匀材料的层合结构体中界面上的运动裂纹问题

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导_卜．进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得宁夏大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文巾作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：卑蟛时间：pg年岁月诏日关于学位论文使用授权的说明本人完全了￡Z宁夏大学有必保留、使用学位沧文的规定，即：学校有权保锌fi羞交论文的复印件和磁盘，允许论义被查阅：舶借阅，可以采用影印、编印或r；狲等复制手段保存、汇编学位论文。同意宁夏大学可以用不同方式

2、在不同媒体上发表、传播学位论文的伞部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生签名：导师签名：时间：D留年S月以日时间：D苫年S月以日时间：俨5月彩日丝螂篮扫。j’复人学硕L学伊论文第一章绪论第一章绪论1．1复合材料的发展与研究现状1．1．1压电材料概述随着科学技术的迅猛发展，材料科学正向智能化和功能化力’向迈进．智能结构和器件广泛应用于信息技术，新材料技术和航天等高技术领域，并日益娃示}}：其一大的优越性．自从Jacques和PierreCurie兄弟于1880年发现“英品体具仃力一电祸合特性以来，压电材料被J'泛应用丁．制造高精度传感器(．sensor)，制动器(a

3、ctutor)等电子元子，并在精密仪器，航空航天，臼动摔制。办公自动化及微型机械系统等领域J“泛应用．作为智能结构和器什的核心材料，挂电材料及结构的静动力特征性研究受到了普遍霞视1111．压电材Tst：{-likdL械变形时产生电场，在受电场作用时，’'，：_：lIL械变形．jF足由于这种独特的f；L电耦合性质，该种材料在实际工程中被广泛的应用．然而，艟电材料呈现脆性，在生产制造过程中产生一些缺陷(如裂纹，孔洞，夹杂等)，这些缺陷的存在往往会导致压电介质发生破坏．对于此类材料，建：芷压电材料的微裂纹萌生，扩艘：豇到材料损伤演化过程的力学模型，揭示压电材料产生破裂的根本原凶，为二L

4、摇设计人员提供·‘个完整i叮可靠的理论分析依据，以便：L程人员的使用和对元件的优化设汁．因此，对压电介质的损伤及其断裂的分析哎为现代力学的重要研究课题，引起众多学者的极大关注．对妪电材料进行断裂分析时，有关如何处理裂纹面的电边界条件．牛要行在两种不同的观点12j．～种是所滑的非：电渗透型裂纹边界条件，即：忽略裂纹缺峭内介质对f包场的传导作Hj，设裂纹上，下表叫的法向电何移分量为零，具体农永为D者(￡)=骣(≠)=0．这种观点最早得纠了PakI引，Sosal4l，及Suo等人【5】的支持．另一种是所谓的电渗透型裂纹边界条件，这种边界条件考虑裂纹缺陷内介质对电场的传导作州，按电场在双

5、介质界面处的连续条件，电场强度的切l幻分最和电位移的法目分鲑是连续的，可表示为(E”一E。)×n=0，(D”一D。)·，l=-q．(1．2)该条件首先由Partonf6l提出，后米文献[7—10】对其进行了验证．但该条件在数学上是多区域问题，若用于分析多裂纹和界而裂纹将导致数学卜的极大困难．为此，候密III和梅辅良111l将电渗透型裂纹的上’卜．表面处理成静电学上的连接界面，即上。卜表面的切阳电场强皮连续和法向分量电位移连续E享=Ei，D丧=D二．(1．3)j。曼人学顺lj学位论文第一章绍论针对上述4i同的边界条件，众多学者采用不同的方法，对压电材料中的反、l‘mf裂纹问题进行了

6、深入研究．Pak[12]采用非渗透型电边界条什研究了无限大压电介质中的中心反甲而裂纹问题，以路径无关积分形式表示出了IⅡ型断裂的能量释放率．此外，他还推广了线弹性断裂力学的概念并以此研究了压电效应，考察电场对乐电介质断裂特性的影响，并采用分布何错和电祸极子办法，计算_r在力电耦合作用下含有限长度裂纹的九限大压电体的电弹性场和能量释放率Ibl；Shindo)3￡其合作者【14_171，在考虑电渗透型裂纹边界条件F，对压电带型中含有中心反平而裂纹问题进行研究；进而，李显办[is_2lj利用奇异积分力’W-．疗法分别给出了栩应问题的封闭形式解；文献f22】对矩形乐电体巾的巾心裂纹在反，

7、F嘶裁荷作用下麻力和屯位移场进行了断裂分析．对丁-动态裂纹问题，文献『231采用广义互逆定理和甲而波变换方法率先给H{了压电介质瞬态问题的拧制方程和基本解：文献[241分析了压电介质中的nI型动念断裂，得剑了反平面机械冲击和平面电位移冲击卜．裂纹的尖端场，结果显示此时J娅力及115似侈在裂尖也具有；阶的奇异性；此外，他们还研究了乐电介质巾半无限长裂纹对机械冲击的动态响应125I，以及均匀压电介质巾的Yoffe型裂纹问题【26J：义献【27】，f28]和1用Laplace和Four