一维六方准晶纳米尺度孔边周期III型裂纹断裂力学分析

作     者：童鸣 肖俊华 

作者机构：燕山大学工程力学系 燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室 

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

年 卷 期：2024年

核心收录：

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

基　　金：河北省自然科学基金(A2022203025) 

主　　题：表面效应 表面弹性理论 一维六方准晶 纳米孔边周期裂纹 应力强度因子 能量释放率 

摘      要：本文理论研究了一维六方准晶弹性体中孔边III型周期多裂纹的断裂力学问题。基于表面弹性理论考虑纳米缺陷(孔洞和周期裂纹)的表面效应，利用解析函数边值问题理论并结合保角变换技术得到了问题的应力场，推导了裂纹尖端的声子场和相位子场应力强度因子和能量释放率的解析表达式。讨论了孔径尺寸、裂纹数量、裂纹长/孔径比、声子场-相位子场耦合系数和施加载荷对无量纲场强因子和无量纲能量释放率的影响。研究表明：不考虑表面效应时耦合系数、施加载荷和孔径尺寸对无量纲场强因子无影响；考虑表面效应时无量纲场强因子和无量纲能量释放率都存在着显著的尺寸依赖效应；声子场和相位子场之间有明显的耦合效应；裂纹数量对无量纲场强因子和能量释放率的影响受到缺陷尺寸的制约；施加的声子场和相位子场载荷对无量纲场强因子和能量释放率的影响不同。