磁电弹性体中螺型位错与圆弧裂纹的相互作用

作     者：刘欣宇 刘官厅 

作者机构：内蒙古师范大学数学科学学院 内蒙古自治区应用数学中心 

出 版 物：《固体力学学报》 (Chinese Journal of Solid Mechanics)

年 卷 期：2024年第4期

页      面：456-465页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080102[工学-固体力学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(12162027) 内蒙古自然科学基金重点项目(2024ZD21) 内蒙古自治区高等学校科学技术研究自然科学重点项目(NJZZ22574) 教育部重点实验室无穷维哈密顿系统及其算法应用(内蒙古师范大学)(2023KFZD02) 内蒙古师范大学基本科研业务费(2023JBZD005)资助 

主　　题：螺型位错 磁电弹性体 圆弧形裂纹 相互作用 

摘      要：基于广义复变函数理论和保角映射技术，研究了磁电弹性体中具有穿透型的圆弧形裂纹和螺型位错的相互作用.为讨论磁电弹性体中裂纹尖端的位错、位错屏蔽效应和裂纹屏蔽效应，推导得到了力-电-磁场的场强度因子和作用在位错上的像力.当圆弧形裂纹退化为Griffith裂纹时，导出了应力和位移的显式解析表达式.利用解析解并结合数值算例，分析了磁电弹性材料中圆弧形裂纹和螺型位错的相互作用对场强度因子、位错力的影响.结果表明：圆弧形裂纹尖端到位错点的距离，以及它们连线与x1轴正半轴所形成夹角的不断增大会引起场强因子屏蔽效应的降低，即位错对裂纹具有屏蔽作用；位错对圆弧形裂纹产生的影响比直线裂纹的影响更为明显；作用在位错上的像力会受到圆弧形裂纹表面状况的影响；螺型位错能降低圆弧形裂纹尖端的应力强度因子，且屏蔽效应随夹角的增加而迅速减弱，随位错点到裂尖的距离与圆弧形裂纹半弦长比值的增大，螺型位错对裂纹的屏蔽效应会加强.