一维六方准晶粘结接触问题的复变函数方法

本文考虑了一维六方准晶非周期平面的粘结接触问题. 利用复变函数的方法, 把粘结接触问题转化为Riemann-Hilbert边值问题. 通过边值问题的求解, 得到了刚性平底压头作用下应力函数和接触应力的显式表达式. 结果表明: (1) 接触位移与压入载荷成比例关系; (2) 接触应力在接触边缘有振荡型奇异性. 由于一维六方准晶声子场与相位子场的耦合性, 接触问题压头下方接触应力分布不同于弹性体中应力分布的结果. 当忽略相位子场作用时, 所得结果与弹性材料相应结果一致.     

1维6方准晶有限摩擦的周期接触问题

利用复变函数方法研究了1维6方准晶具有有限摩擦的周期接触问题.利用Hilbert核积分公式,通过周期Riemann-Hilbert边值问题的求解,得到了其封闭形式的解,并给出了周期直水平基底压头、周期直倾斜基底压头、周期圆基底压头作用下接触应力的显式表达式.研究结果表明:接触应力在压头的任一端点处,具有可积奇异性; 当忽略相位子场的贡献时,与正交各向异性材料周期接触问题的相应结果一致.     

1维正方准晶的2类接触问题

利用广义复变函数方法研究了1维正方准晶的2类接触问题,即有限摩擦接触和半平面粘结接触问题,得到了刚性平底压头作用下压头下方接触应力及接触位移的显式表达式.结果表明:(i)对于有限摩擦接触问题,接触应力在压头边缘呈现-1/2±θ阶奇异性,其中θ由准晶的弹性常数和摩擦系数确定; 对于半平面粘结接触问题,接触应力在压头的边缘显现出-1/2±iε阶奇异性,其中ε由准晶的弹性常数确定;(ii)由数值算例可知,对于2类接触问题,接触应力在压头下方分布规律相似; 接触位移与声子场作用力之间成正比例关系; 接触应力在接触区边缘变化非常剧烈,且产生了应力集中现象.在一定条件下可得到1维4方和6方准晶2类接触问题的解.     

一维正方准晶的无摩擦接触问题

利用复变函数方法研究了一维正方准晶的无摩擦接触问题,得到了刚性平底压头作用下接触面上应力函数、接触应力及接触位移的显示表达式。结果表明:1接触应力在压头边缘具有-1/2阶的奇异性;2压头下方接触位移与声子场作用力成比例关系。数值算例分析并验证了结论的正确性。在一定条件下,结果可退化为一维四方和六方准晶无摩擦接触问题的解。所得结论为研究准晶材料的接触变形提供了重要的力学量。     

八次对称二维准晶的半平面黏结接触问题（英文）

利用复变函数方法,研究了八次对称二维准晶的半平面粘结接触问题.通过求解Riemann-Hilbert边值问题,得到了平底刚性压头下方接触应力和接触位移的封闭解,获得了外压力与接触位移之间的关系,同时给出了理论解的数值分析.特殊情况下,本文结果可以退化为十次对称二维准晶半平面粘结接触问题的结论.     

八次对称二维准晶的半平面粘结接触问题(英文)

利用复变函数方法,本文研究了八次对称二维准晶的半平面粘结接触问题。通过求解Riemann-Hilbert边值问题,得到了平底刚性压头下方接触应力和接触位移的封闭解,获得了外压力与接触位移之间的关系.同时给出了理论解的数值分析.特殊情况下,由本文结果可以退化为十次对称二维准晶半平面粘结接触问题的结论.     

一维六方准晶压电材料中螺型位错与椭圆孔口的相互作用

目的根据点群6mm一维六方准晶的位错理论,通过一维六方准晶压电材料反平面问题的控制方程,研究含螺型位错与椭圆孔口相互作用时的应力场和电场的相互关系。方法根据复变函数方法,引入适当的保角变换,将椭圆孔口问题映射到单位圆来讨论。结果 1)得到了一维六方准晶压电材料含螺型位错时电弹性场的解析表达式;2)得到了椭圆孔口与螺型位错相互作用时应力强度因子解析表达式。结论由螺型位错与椭圆孔口的相互作用结果,这为研究一维六方准晶压电材料位错问题和断裂问题提供了重要依据。     

一维六方准晶压电双材料中的螺旋位错

研究了一维六方准晶压电双材料中的螺旋位错问题,获得了电弹性场的解析解,在此基础上详细地分析了含螺旋位错的准晶压电双材料中声子场应力,相位子场应力以及电位移的分布特征.基于广义Peach Koehler公式,得到了作用在位错上的像力,讨论了声子场-相位子场耦合弹性常数对作用在位错上像力的影响,为准晶压电材料的实际应用奠定了理论基础.     

一维六方准晶中椭圆夹杂与位错的相互作用问题

采用复变函数方法研究无限大一维六方准晶中椭圆夹杂与位错的相互作用问题。利用保角映射和柯西积分理论,获得了势函数之间的复解析关系,给出了界面应力的解析表达式。讨论了位错对声子场与相位子场界面应力的影响,结果表明声子场与相位子场界面应力变化趋势基本一致,界面法向应力在位错作用点附近变化明显,界面切向应力在位错作用点附近的界面上出现了应力集中现象。     

一维六方准晶中带裂纹的椭圆孔口问题的解析解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,研究了一维六方准晶中带裂纹的椭圆孔口的反平面剪切问题.给出了Ⅲ型裂纹问题的应力强度因子,在极限情形下,不仅可以还原为已有的结果,而且求得了一维六方准晶中带裂纹的圆形孔口问题以及两垂直裂纹问题在裂纹尖端的应力强度因子.     

八次对称二维准晶的有限摩擦接触问题（英文）

研究了八次对称二维准晶的有限摩擦接触问题.借助复变函数方法,有限摩擦接触问题被转换为黎曼-希尔伯特边值问题.通过黎曼-希尔伯特边值问题的求解,得到了平底刚性压头作用下接触应力的显式解.在一定条件下,由本文结论可得到十次对称二维准晶有限摩擦接触问题的解.     

一维六方准晶中椭圆孔边不对称裂纹问题的解析解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,研究一维六方准晶中椭圆孔边带不对称裂纹的反平面剪切问题,给出Ⅲ型裂纹问题的应力强度因子,在极限情形下,不仅可以还原为已有的结果,而且求得一维六方准晶中带裂纹的圆形孔口问题,两垂直裂纹问题在裂纹尖端的应力强度因子.     

一维六方准晶材料中双周期裂纹反平面问题

研究无限大一维六方准晶材料中含双周期分布裂纹的反平面问题,其基本胞元含有3条裂纹,且3条裂纹的中心恰好位于等腰三角形顶点.充分考虑问题的双周期对称性,通过运用椭圆函数理论、保角变换理论、施瓦兹公式获得了准晶声子场和相位子场的封闭解以及裂纹尖端处的应力强度因子表达式.     

周期法向载荷下一维六方准晶非周期平面的裂纹问题

应用一维六方准晶非周期平面线弹性力学理论,提出被周期直裂纹削弱的一维六方准晶非周期平面的第一基本问题,通过借鉴并改进经典弹性力学中周期弹性平面理论的方法和技巧,对问题进行求解.取特殊情况,得到了周期法向对称载荷下及周期均匀法向对称载荷下的应力函数.     

一维六方准晶压电材料中抛物线裂纹反平面问题的解析解

利用Stroh方法和复变函数法,研究一维六方准晶压电材料中抛物线裂纹的反平面问题,在非渗透型电边界条件下,得到裂纹尖端场强度因子与机械应变能释放率的解析表达式.在不考虑相位子场或电场的情况下,所得结果退化为压电材料或准晶材料中的相应结果.     

周期切向载荷下一维六方准晶非周期平面的裂纹问题

在一维六方准晶非周期平面线弹性力学的框架下,提出被周期直裂纹削弱的一维六方准晶非周期平面的第二基本问题,通过借鉴并改进经典弹性力学中周期弹性平面理论的方法和技巧,对问题进行求解.取特殊情况,得到了周期切向对称载荷下及周期均匀切向对称载荷下的应力函数.     

带裂纹的弹性半平面接触问题

平面弹性基本问题中的接触问题与断裂问题是工程实际中的重要问题。研究工程实际中一类带任意裂纹的弹性半平面接触问题。根据平面弹性复变方法,将问题归结为求解一类解析函数边值问题。通过适当的函数分解和消元方法,将问题减化为一类有求解程序的一般Ｒｉｅｍａｎｎ边值问题,从而得到弹性体应力函数封闭形式的解,并导出了裂纹端点的应力强度因子与压头下方边界压力分布情况。     

一维六方准晶中纳米尺度正三角形孔边裂纹的反平面问题

基于Gurtin–Murdoch界面/表面理论和复变函数方法,结合保角映射技术研究了一维六方准晶含纳米尺度的正三角形孔边三裂纹反平面剪切问题,分别得到了声子场和相位子场的应力、应力强度因子封闭表达式,同时还获得了能量释放率的解析解。数值算例分析了无量纲化应力强度因子、无量纲化能量释放率在无穷远处声子场和相位子场应力作用下的变换规律。数值结果表明：无量纲化声子场应力强度因子随着无穷远处声子场应力的增大而逐渐增大并缓慢趋于稳定值,随无穷远处相位子场应力的增大而减小;无量纲化相位子场应力强度因子随着无穷远处声子场应力的增大而缓慢增加,随无穷远处相位子场应力值的增大而缓慢减小且最终趋于稳定;当裂纹长度和三角形孔边长之比给定时,随着无穷远处应力的增大,无量纲化能量释放率也随之增大;表面效应作用下,声子场和相位子场之间存在耦合效应;无量纲化的应力强度因子和能量释放率均存在着显著的尺寸依赖性;缺陷尺寸的不断增大会减小表面效应对周围应力场的影响。     

一维六方准晶中n条平行位错与半无限裂纹的相互作用（英文）

根据解析函数理论,研究了一维六方准晶中n条平行位错与半无限裂纹的相互作用问题,得到了n条平行位错与半无限裂纹相互作用下应力场的解析解.结果表明,位错芯和裂纹尖端处会产生应力集中现象,并且相互作用下的应力随Burgers矢量的增大而增大,随离位错芯距离的增大而减小.     

一维六方准晶狭长体中非对称静态裂纹与快速传播裂纹的分析解

用复变函数方法求解了一维六方准晶弹性狭长体中含有一非对称半无限裂纹的反平面剪切问题,给出了Ⅲ型裂纹问题的应力强度因子的分析解,所得结果在一些特殊情形下可以退化为已有结果.对裂纹的动力学问题进行了研究,得到Ⅲ型动态应力强度因子的分析解,当裂纹速度V→0时,动力学解还原为静力学解.