低频P波荷载下压电介质中共面裂纹的耦合断裂行为

作     者：张培伟 Zhang Peiwei

作者机构：东南大学土木工程学院南京210096 东南大学江苏省工程力学分析重点实验室南京210096 

出 版 物：《东南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Southeast University：Natural Science Edition)

年 卷 期：2013年第43卷第5期

页      面：1024-1033页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中国博士后科学基金资助项目(2012M511646) 江苏省博士后科学基金资助项目(1102043C) 

主　　题：共面裂纹 应力强度因子 能量释放率 动态断裂 

摘      要：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.