具有共线裂纹的复合材料的平面接触问题

具有共线裂纹的复合材料的平面接触问题

一、带共线裂纹的复合材料的平面接触问题(论文文献综述)

杨东升[1](2021)在《多场耦合材料中含有纳米缺陷的反平面断裂问题》文中研究说明工程实际问题中,多场耦合材料(磁电弹性材料、准晶材料和压电材料等)的应用越来越广泛,但在制备和应用中不可避免地会产生各种缺陷,如裂纹、孔洞和位错等.由于缺陷的不连续性导致应力集中,甚至使材料结构被破坏,所以多场耦合材料的断裂问题受到了研究人员的普遍关注.在经典断裂理论中,表面效应对解析解的影响通常可以忽略,但是当缺陷的尺寸为纳米量级时,就必须考虑表面效应的影响.本文研究了磁电弹性材料、一维六方准晶和一维六方压电准晶中含有纳米尺度缺陷的反平面问题,对分析多场耦合材料应力强度因子和能量释放率随材料缺陷尺寸的变化具有很好的参考价值.首先,基于Gurtin-Murdoch表面弹性理论和复变方法,通过构造新的保角变换研究了一维六方准晶中带两条纳米裂纹的正2(n+1)边形纳米孔的反平面断裂问题.得出了考虑表面效应时声子场和相位子场的解析解,还得到了声子场应力强度因子、相位子场应力强度因子和能量释放率的解析解.在数值算例中分析了在纳米尺度下,表面效应对声子场应力强度因子、相位子场应力强度因子、无量纲应力强度因子和能量释放率的影响.研究发现,在考虑表面效应时,无量纲声子场应力强度因子和相位子场应力强度因子都受到声子场和相位子场机械载荷的影响,这与经典弹性理论中的结论是明显不同的.其次,通过构造新的保角变换,充分利用解析函数理论,首次研究了一维六方压电准晶材料中带六条纳米裂纹的正六边形纳米孔的断裂力学问题,在电非渗透的情形下,得到了准晶这一新型材料中含有复杂缺陷的应力强度因子和能量释放率的解析解.在数值算例中讨论了声子场和相位子场应力强度因子、电位移强度因子和能量释放率随纳米缺陷尺寸的变化情况,此外还讨论了各场载荷的变化对断裂参数的影响.通过分析可知,考虑表面效应时声子场、相位子场和电场发生耦合,并且当缺陷尺寸增加到一定程度后各断裂参数的数值开始趋于经典弹性理论中的结果.最后,研究了磁电弹性材料中带四条纳米裂纹的正4n边形纳米孔的反平面断裂问题.得出了考虑表面效应时磁电非渗透边界条件下的应力强度因子、电位移强度因子、磁感应强度因子和能量释放率的解析解.数值算例展示了表面效应和孔口尺寸的变化对磁电非渗透边界条件下应力强度因子,电位移强度因子,磁感应强度因子和能量释放率的影响.研究发现,考虑表面效应时的应力场强度因子、电位移强度因子、磁感应强度因子和能量释放率具有明显的尺寸依赖.并且当孔口尺寸增加到一定程度后,表面效应的影响开始减小最终趋于经典弹性理论。

刘庆楠[2](2019)在《热电材料中带多裂纹圆形孔口问题的解析解研究》文中研究指明热电材料是一种具有大的热功率,低电阻率和低导热率的材料,可以将废热转换成电力从而提高燃料效率,被认为是最有前途的技术材料.材料内部常因热冲击导致脆性热电材料中的微裂纹损伤累积,微裂纹可以影响热电性能和机械完整性.由于热电材料通常是脆性半导体材料,因其固有的脆性和低的韧性,对热电材料施加力、热或电载荷时,材料会出现裂纹或微裂纹的情况,因此对热电材料中出现的缺陷研究已成为一个热点关注.在实际工程中,缺陷多数是以多裂纹或孔洞的形式出现,因而对热电材料中带多裂纹圆形孔口问题的缺陷分析具有一定的前瞻性.本文采用复变函数方法对含圆形孔口的热电材料问题进行了研究.针对第一部分共线裂纹问题的求解思路:运用复变函数方法在不渗透的边界条件对热电材料内部进行分析,从理论上分析热电材料中共线裂纹的圆形孔口问题的温度场和应力场,直接给出热电材料的控制方程,运用复变函数理论、保角映射、解析延拓方法进一步求解应力强度因子.第二部分圆形孔口带三裂纹问题的求解思路:基于热电材料内部温度场和应力场的一般形式,针对带三裂纹的圆形孔口问题,将z平面圆形孔外部保形映射到ξ平面单位圆的内部,并利用Cauchy积分公式和边界条件分别得到温度场和应力场的两个解析复函数.最后讨论了裂纹长度对应力强度因子的影响.第三部分,利用复变函数方法研究了热电材料中具有4k个周期裂纹的圆形孔口问题.当热电材料板仅在无穷远处受到沿y轴方向的电流时,求解材料内部的温度差和电场,并给出裂纹尖端应力强度因子的解析解,分析强度因子随参数的变化情况.

袁彦鹏[3](2018)在《准晶材料平面断裂问题分析》文中提出随着社会经济的高速发展,汽车保有量也在不断地增长,但随之而来的能源和环境问题也日益突出。发动机热障涂层技术是解决燃油汽车节能减排问题的有效手段之一。和常规热障涂层材料相比,准晶涂层材料具有密度低、硬度高、耐磨、耐蚀、耐氧化、耐高温等优点,因而能满足多种场合下的隔热要求。但准晶材料的力学、机械、物理等性能的研究还比较少,使得其工业应用缺乏相应的理论指导。本文运用广义不连续位移法和有限元仿真,从理论和数值两方面研究准晶材料的平面断裂问题。主要工作如下:1.一维六方热-弹准晶平面断裂:根据一维六方热-弹准晶通解得到广义不连续位移基本解,其中广义不连续位移包括声子场不连续位移、相位子场不连续位移和不连续温度。基于广义不连续位移基本解建立一维六方热-弹准晶平面断裂的边界积分方程,研究裂纹尖端场的奇异性,给出广义不连续位移表示的裂尖端广义应力场(声子应力,相位子应力,热流)强度因子的表达式,研究了各种物理场对一维六方准晶平面裂纹尖端的强度因子的影响。2.一维六方热-弹准晶界面断裂:基于上述一维六方热-弹准晶不连续位移基本解建立了界面断裂的边界积分-微分方程,研究界面裂纹尖端场的振荡奇异性,给出广义不连续位移表示的裂纹尖端广义应力场强度因子的表达形式,研究了各种物理场对一维六方准晶界面裂纹尖端的强度因子的影响。3.二维十次准晶界面断裂:根据二维十次准晶通解得出广义不连续位移基本解。基于基本解建立二维十次准晶界面裂纹的边界积分-微分方程。通过高斯分布函数来近似替换Delta函数,消除界面裂纹尖端附近广义应力的振荡奇异性,给出广义不连续位移表示的裂纹尖端广义应力场强度因子的表达式,研究了各种物理场对二维十次准晶界面裂纹尖端的强度因子的影响。

杨晓春[4](1993)在《带共线裂纹的复合材料的平面接触问题》文中研究说明本文应用复变函数理论,讨论了由三种不同材料拼接的下半平面上压着压头,而且在拼接半平面中有共线裂纹的情形.给出了该问题的封闭形式的解.

文丕华[5](1991)在《裂纹群各向异性与同性各类边值应力强度因子的关系》文中进行了进一步梳理本文采用复变函数方法和叠加原理,推导出带共线裂纹各向异性板各类边值问题的第一与第二类Fredholm积分方程,通过与各向同性体比较,得出了以下三个结论:Ⅰ.对第一类边值问题,只要裂纹面上作用平衡力系,则各向异性与同性体裂纹尖端应力强度因子完全相同;Ⅱ.各向异性体裂纹面第二类边值问题与各向同性体相应问题应力强度因子仅相差一常系数λ0/λ;Ⅲ.对第三类混合边值问题,由应力边值产生的应力强度因子两材料相同,但由位移边值产生的因子则相差常系数λ0/λ。最后,提出了求解具有奇性核积分方程组的数值方法,并给出了计算公式。

二、带共线裂纹的复合材料的平面接触问题(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、带共线裂纹的复合材料的平面接触问题(论文提纲范文)

(1)多场耦合材料中含有纳米缺陷的反平面断裂问题(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 表/界面效应
    1.3 孔口带裂纹的反平面问题的研究现状
        1.3.1 一维六方(压电)准晶中孔口带裂纹的反平面问题
        1.3.2 磁电弹性材料中带裂纹孔口的反平面问题
    1.4 本文的主要工作
第2章 一维六方准晶中带两条裂纹的正2(n+1)边形纳米孔的解析解
    2.1 引言
    2.2 基本方程
    2.3 弹性场解析解
    2.4 场强度因子和能量释放率
        2.4.1 场强度因子
        2.4.2 能量释放率
    2.5 数值分析
    2.6 小结
第3章 一维六方压电准晶中带六条纳米裂纹的正六边形纳米孔的反平面问题
    3.1 引言
    3.2 基本方程
    3.3 电非渗透条件下的解析解
    3.4 场强度因子和能量释放率
        3.4.1 场强度因子
        3.4.2 能量释放率
    3.5 数值分析
    3.6 小结
第4章 磁电弹性材料中含带四条纳米裂纹的正4n边形纳米孔的反平面断裂问题
    4.1 引言
    4.2 基本方程
    4.3 磁电非渗透条件下的解析解
    4.4 场强度因子和能量释放率
        4.4.1 场强度因子
        4.4.2 能量释放率
    4.5 数值分析
    4.6 小结
第5章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
在学期间的研究成果及发表的学术论文
致谢

(2)热电材料中带多裂纹圆形孔口问题的解析解研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 热电材料断裂力学的研究进展
    1.3 本文研究的主要内容及安排
第二章 基础理论知识
    2.1 引言
    2.2 预备知识
    2.3 平面问题中的应力函数
    2.4 本章小结
第三章 热电材料中共线裂纹的圆形孔口问题
    3.1 引言
    3.2 热电材料中的基本方程
    3.3 热电材料中共线不对称裂纹的数学模型
    3.4 本章小结
第四章 热电材料中带三裂纹的圆形孔口问题
    4.1 引言
    4.2 热电材料中三裂纹圆形孔口问题
    4.3 带三条裂纹的圆形孔口模型
    4.4 本章小结
第五章 热电材料中周期裂纹的圆形孔口问题
    5.1 引言
    5.2 热电材料中周期裂纹的数学模型
    5.3 热电材料中周期径向裂纹的圆形孔口问题
    5.4 本章小结
笫六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简介

(3)准晶材料平面断裂问题分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题意义
    1.2 准晶材料概述
    1.3 准晶材料研究现状
    1.4 本文主要工作
2 一维六方热弹准晶平面断裂问题研究
    2.1 基本方程
    2.2 通解
    2.3 广义不连续位移基本解
        2.3.1 作用单位不连续温度||θ||的基本解
        2.3.2 线单元基本解
    2.4 广义不连续位移边界积分方程方法
        2.4.1 边界积分方程
        2.4.2 奇异性和强度因子
    2.5 广义不连续位移边界元法
    2.6 一维六方准晶有限元仿真
    2.7 数值算例
        2.7.1 无限板的裂纹分析
        2.7.2 有限板的裂纹分析
    2.8 本章小结
3 一维六方热弹准晶界面裂纹问题理论研究
    3.1 界面裂纹广义不连续位移基本解
    3.2 广义不连续位移边界元法
        3.2.1 边界积分-微分方程
        3.2.2 界面裂纹尖端奇异性分析
        3.2.3 广义应力强度因子
    3.3 本章小结
4 二维十次准晶界面裂纹问题数值研究
    4.1 基本方程
    4.2 通解
    4.3 广义不连续位移基本解
    4.4 广义不连续位移边界积分方程
        4.4.1 边界积分-微分方程
        4.4.2 线单元广义不连续位移基本解
        4.4.3 广义应力强度因子
    4.5 数值算例
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
附录
个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果
致谢

四、带共线裂纹的复合材料的平面接触问题(论文参考文献)

  • [1]多场耦合材料中含有纳米缺陷的反平面断裂问题[D]. 杨东升. 内蒙古师范大学, 2021(08)
  • [2]热电材料中带多裂纹圆形孔口问题的解析解研究[D]. 刘庆楠. 宁夏大学, 2019(02)
  • [3]准晶材料平面断裂问题分析[D]. 袁彦鹏. 郑州大学, 2018(12)
  • [4]带共线裂纹的复合材料的平面接触问题[J]. 杨晓春. 黄淮学刊(自然科学版), 1993(S2)
  • [5]裂纹群各向异性与同性各类边值应力强度因子的关系[J]. 文丕华. 中南矿冶学院学报, 1991(03)

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