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Tuning of non-uniform switch toughening in ferroelectric composites by an electric field

Acta Mechanica Sinica 2016年第5期32卷 866-880页

作者： Xiaodong Xia Zheng Zhong School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics Tongji University

This paper deals with a mode III interfacial crack subject to anti-plane stress and in-plane electric fields. The analysis concentrates on the tuning of fracture toughness from non-uniform ferroelectric-ferroelastic domain switching by an electric field. The electric loading changes the size of the asymmetric switching zone. Employing the weight function method, we obtain the electrically-dependent switch toughening for stationary and quasi-static growing interfacial cracks, respectively. Multi-domain solutions are derived for non-poled and fully-poled ferroelectric composites. Numerical results are presented on the electric field tuning of the critical applied stress intensity factor. The research provides ways to optimize fracture properties of ferroelectric composites by altering the electric field.

关键词： Interfacial crack Electric field tuning Domain switching ferroelectric-ferroelastic Toughening

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