压电弹性体中沿抛物线分布的曲边裂纹问题

以各向异性 Stroh公式为基础 ,通过引入电学量与力学量的耦合效应 ,将各向异性压电介质平面变形问题的一般解表示出来 .然后结合映射变换技术推出该问题 Stroh解的特殊表达式 ,并进而分析沿抛物线边界存在 n条曲边裂纹时介质内的物理场 ,求解裂纹尖端的广义强度因子和广义裂面张开位移等断裂参数 .     

具有椭圆微结构的二维各向异性介质的Green函数

本文利用Ｓｔｒｏｈ方法讨论了具有椭圆微结构的二维各向异性介质的Ｇｒｅｅｎ函数问题,获得了裂纹尖端的应力强度因子。     

二维各向异性弹性力学Stroh理论的全纯向量函数解法

利用全纯向量函数边植问题有解的充分必要条件，本文给出了二维各向异性弹性力学Ｓｔｒｏｈ理论中的几个边值问题的解答。     

二维各向异性弹性力学 Stroh 理论的全纯向量函数解法

利用全纯向量函数边值问题有解的充分必要条件，本文给出了二维各向异性弹性力学Ｓｔｒｏｈ理论中的几个边值问题的解答。     

正交各向异性板Ⅲ型裂纹问题的William′s一般解

引入参数β=μx/μy,将正交各向异性板反平面裂纹问题的基本边值问题转换为正交各向同性的形式,反平面裂纹问题的位移和应力在正交各向同性和正交各向异性这两种情况之间的比拟关系非常简单,使问题的求解更为方便.为了说明这个比拟方法,分别求导了含有内部裂纹和边缘裂纹的正交各向异性板Ⅲ型二维裂纹问题的William′s一般解.这些William′s一般解对于用FFEM和其他数值方法来求解正交各向异性板反平面裂纹问题是一个非常重要的基础.研究结果表明这种比拟变换方法能有效地简化正交各向异性板Ⅲ型裂纹问题的求解.     

正交各向异性板Ⅲ型裂纹问题的William''''s一般解

引人参数β=(√μx/μy),将正交各向异性板反平面裂纹问题的基本边值问题转换为正交各向同性的形式,反平面裂纹问题的位移和应力在正交各向同性和正交各向异性这两种情况之间的比拟关系非常简单,使问题的求解更为方便.为了说明这个比拟方法,分别求导了含有内部裂纹和边缘裂纹的正交各向异性板Ⅲ型二维裂纹问题的William's一般解.这些William's一般解对于用FFEM和其他数值方法来求解正交各向异性板反平面裂纹问题是一个非常重要的基础.研究结果表明这种比拟变换方法能有效地简化正交各向异性板Ⅲ型裂纹问题的求解.     

含裂纹的各向异性平面应力强度因子的计算

应用复变函数的方法,对于各向异性平面内存在一个穿透直线裂纹的情况,给出了在裂纹外作用任意集中力和集中力偶时的复Green应力函数,即应力函数基本解.通过基本解的叠加,得到了在几种常见面内力系作用下各向异性平面内裂纹的应力强度因子计算式.其计算方法简便,具有一定的工程实用价值.     

带裂纹非均匀各向异性材料的双周期弹性焊接第一基本问题

双周期弹性问题作为构建各向异性损伤理论的基础问题,是弹性和断裂力学理论的重要研究课题.利用复变函数理论提出并讨论两种各向异性材料组成的无限板的平面弹性第一基本问题,板内含有的双周期分布裂纹群以及焊接界面都假设是任意光滑的曲线.运用Lekhnitskii各向异性板的复变函数理论,将求解该平面弹性问题划归为寻求满足对应边值问题的解析函数;然后构造Sherman变换得到解析函数的广义表达式;进一步利用广义Plemelj公式将问题转化为一组正则型奇异积分方程的解,并在数学上严格证明积分方程的唯一可解性.     

低频P波荷载下压电介质中共面裂纹的耦合断裂行为

对压电介质中共面裂纹的动态断裂问题进行建模,并求解该边界值问题.将裂纹形状等效为等面积的矩形以便于理论分析和增加安全评价的可靠性,采用一般Almansi理论得到了广义应力场、广义应力强度因子和能量释放率的解析表达式.考虑部分电导通裂纹边界条件,将边界值问题转换为3组对偶积分方程,并以裂纹上下表面的位移阶跃函数作为未知函数.通过将位移阶跃函数展开成Jacobi多项式,得到裂纹尖端的广义奇异应力、广义强度因子和能量释放率的解析解.最后,通过数值算例研究了P波载荷频率和矩形裂纹几何尺寸对裂纹扩展行为的影响规律.研究结果显示了该方法的正确性及在动载作用下裂纹相互作用引起裂纹扩展行为的复杂性.     

功能梯度材料中裂纹问题的边界元分析

采用基于边界元方法的广义Kelvin解对功能梯度材料中的裂纹问题进行了研究，主要在对裂纹的评价中采用了多域法和八节点面力奇异边界单元，并采用层离散化方法用来近似功能梯度材料，计算出了不同条件下功能梯度材料中币形裂纹的应力强度因子。     

Rayleigh波速的简化计算及其相应的弹性性质

分析了Ｓｔｒｏｈ方法，通过特征值的形式将二维变形的一般解表示出来。在此基础上，研究了弹性矩阵的物理意义及其结构，总结出一个新的计算表面波速的方法，最后讨论了Ｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌ极限状态。     

保角映射方法在各向异性板断裂分析中的应用

采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法,引用适当的保角变换,研究各向异性板中穿透性直线裂纹的平面弹性问题。借助应力边界条件推出应力函数的表达式,得到Ⅰ型裂纹尖端附近的应力强度因子、应力场及位移场的解析解.     

等参数平面裂纹问题的二级分形有限元分析

针对正交各向异性板的平面裂纹问题，应用二级分形有限元的办法研究了裂纹尖端应力强度因子的计算方法．与各向同性平面裂纹问题比拟，获得正交各向异性平面裂纹问题的一般解，并将它作为整体插值函数；利用二级分形有限元对平面裂纹板进行离散，使得求解的自由度极大地减少．结果表明，只需有限粗略的网格划分和简单的插值单元就可以有效地获得较精确的裂纹尖端应力强度因子．     

具任意裂纹的正交各向异性弹性平面问题

利用平面弹性复变方法,讨论具任意裂纹的正交各向异性材料弹性平面问题,通过一个巧妙的积分变换,将问题转化为求解一积分方程,并对具一直线段裂纹的情况给出解答。     

解静电场各向异性问题的边界元法

通过引入媒质的二阶特性系数张量,建立了各向异性媒质的静电场定解问题,利用加权余量法导出了各向异性问题的边界积分方程,找出了二维和三维各向异性问题的基本解,最后给出了一个各向异性的二维算例。     

复合材料正交各向异性裂纹板Kelvin问题研究

给出了正交各向异性弹性板Kelvin解的积分,得到正交各向异性裂纹板的位移场和应力场.     

各向异性复合材料界面裂纹与界面下平行微裂纹干涉

利用伪力－位错法对各向异性复合材料中界面裂纹与界面下平行于界面的微裂纹的干涉问题进行了研究,推导出了界面裂纹及界面下裂纹的基本解,将裂纹间的干涉问题化为一奇异分方程组,并借助Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式及Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ数值积分法进行了求解。     

复合材料Ⅰ+Ⅱ混合型周期平行裂纹尖端场

研究了裂纹面内均匀载荷作用下的正交各向异性复合材料板周期平行裂纹尖端场问题。利用复变函数方法,将力学问题化为偏微分方程边值问题。根据叠加原理,将偏微分方程边值问题化为Ⅰ型和Ⅱ型两个边值问题求解。在复数域内,利用双曲函数的周期性,通过构造适当的Westergaard应力函数,将周期平行裂纹尖端场问题化为单一裂纹尖端场问题。得到混合型周期平行裂纹尖端附近的应力强度因子和应力场的解析表达式。由于平行裂纹的周期性分布,应力强度因子的大小取决于形状因子。所得结果表明,当裂纹间距趋于无穷大时,应力强度因子退化为含单个中心裂纹时的结果,并且所得到的解析解更好的体现了平行裂纹分布的周期性。研究结果为结构和材料的强度设计提供了有意义的参考。     

无限大压电体中导电裂纹尖端的力电场

根据Stroh方法中的矩阵A和B构造了两个新矩阵M和L,得到了适合求解导电裂纹问题的广义势矢量V和广义力矢量s的简洁表达式,采用Suo方法研究了无限大压电体中半无限大导电裂纹和有限长度导电裂纹尖端场的解析解,发现裂纹前方的应力场和电场可以采用广义应力强度因子描述．     

各向异性材料中反平面剪切型裂纹对应力波散射的非局部理论解

利用非局部理论求解了各向异性材料中反平面剪切型裂纹对应力波散射的问题.利用富立叶变换,使问题的求解转换为对一对以裂纹面上位移分布为变量的对偶积分方程的求解;为了求解对偶积分方程,裂纹面上的位移直接展开成雅可比多项式形式.与经典理论的解相比,裂纹尖端处不再有应力奇异性出现,非局部弹性解的应力在裂纹尖端处是一有限值,从而可以利用最大应力假设作为断裂准则.