黏弹性材料界面裂纹应力场奇性分析

研究两半无限大黏弹性体间Griffith界面裂纹在简谐载荷作用下裂纹尖端动应力场的奇异特性.通过引入裂纹张开位移和裂纹位错密度函数,相应的混合边值问题归结为一组耦合的奇异积分方程.渐近分析表明裂尖动应力场的奇异特征完全包含在奇异积分方程的基本解中.通过对基本解的深入分析发现黏弹性材料界面裂纹裂尖动应力场具有与材料参数和外载荷频率相关的振荡奇异特性.以标准线性固体黏弹材料为例讨论了材料参数和载荷频率对奇性指数和振荡指数的影响.     

轴对称环形片状界面裂纹问题分析

讨论受拉伸载荷作用的轴对称环形片状界面裂纹问题.该问题归结为求解一组超奇异积分-微分方程.方程中的未知位移间断近似表示为基本密度函数与多项式之积,其中基本密度函数考虑到问题的对称性用二维界面裂纹精确解表示.在圆形片状裂纹的情况下,数值结果与现有理论解作比较的结果表明,数值结果与相应界面圆形片状裂纹和均质体圆形片状裂纹的精确解均吻合得很好.文中以图表形式给出应力强度因子与材料组合和几何条件之间的关系.     

界面端附近裂纹的应力强度因子

结合材料的断裂形式可分为从界面端产生裂纹（沿界面或向母材内部层折）然后断裂与稍稍离开界面端处产生裂纹然后断裂这两种情况，在金属／陶瓷类结合材料中，后者出现的概率更大，本文利用结合材料界面端的奇异应力场和叠加原理，给出了界面端附近裂纹的应力强度因子近似计算公式，并用边界元数值计算验证了其有效性。     

多个纵向环形界面裂纹对P波散射的动应力强度因子

研究多个纵向环形界面裂纹的P波散射问题.以裂纹面的位错密度函数为未知量,利用Fourier积分变换,将问题归结为第二类奇异积分方程,然后通过数值求解,获得裂纹尖端的动应力强度因子.最后给出了双裂纹动应力强度因子随入射波频率变化的关系曲线.     

求解界面裂纹应力强度因子的围线积分法

本文基于Ｂｅｔｔｉ功互等定理和双材料界面裂纹辅助场，提出了一种求解界面裂纹应力强度因子的方法，即远场围线积分法。此方法与积分径的选择无关，用有元元法计算出远离裂纹尖端的位移场和应力场，应可通过计算绕裂尖围线的积分，精确地给出界面裂纹应力强度因子ＫＩ和ＫⅡ。     

三维无限体中两平行平片裂纹相互干扰的超奇异积分方程解法

本文利用三维断裂力学的超奇异积分方程求解理论，对三维无限体中两平行平片裂纹在任意载荷作用下的相互干扰问题作了研究。首先导出了以裂纹面移间断（位借）为未知函数的超奇异积分方程组，然后为其建立了有限积分边界元法；在此基础上，讨论用了裂纹面位移间断计算应力强度因子的方法，最后用此计算了两平行平片裂纹的相对位置对裂前沿应力强度因子的影响，其数值结果令人满意。     

与两相材料界面接触的裂纹对SH波的散射

利用积分变换方法得出了两相材料中作用简谐集中力时的格林函数. 根据所得的格林函数并利用Betti-Rayleigh互易定理得出了与界面接触裂纹的散射波场. 裂纹的散射波场可分解为两部分,一部分为奇异的散射场,另一部分为有界的散射场. 利用分解后的散射场,可得裂纹在SH波作用下的超奇异积分方程. 根据裂纹散射场的奇异部分和Cauchy型奇异积分的性质得出了裂纹和界面接触点处的奇性应力指数和接触点角形域内的奇性应力. 利用所得的奇性应力定义了裂纹和界面接触点处的动应力强度因子. 对所得超奇异积分方程的数值求解可得裂纹端点和接触点处的应力强度因子.     

两种材料组成弹性体的界面裂纹问题

本文研究了两种材料的半空间组成的弹性体在交界面上含半无限平面裂纹时的裂纹尖端应力场与应力强度因子,应用弹性力学位移场的通解以及Kontorovitch-Lebedev积分变换求解出了在裂纹面上作用有对称法向载荷时的裂纹尖端应力场以及应力强度因子的具体形式。     

层状介质垂直界面有限裂纹问题的积分变换解

层状弹性材料包含垂直于界面有限裂纹时，可运用富里叶变换及引用位错密度函数，导出了反映裂纹尖端奇异性的奇异积分方程组，并使用Ｌｏｂａｔｔｏ－ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ方法解此方程组，最后得到裂纹尖端应力强度因子，为检验方法的正确性，对某两层含裂实际结构进行了计算，结果是满意的。     

界面裂纹问题中的权函数方法

本文将Ｐａｒｉｓ等确定均匀材料中裂纹尖端应力强度因子的权函数方法推广应用到界面裂纹问题，给出了界面裂纹尖端附近或无限大体半无限界面裂纹问题的权函数的显式表达式。利用此权函数表达式可以很简便地求解界面裂纹尖端附近一些外来作用引起的应力强度因子，比如任意分布力、相变应变、位错和热等。作为一个算例，本文计算了界面一侧一个刃型位错引起的应力强度因子。     

含内埋裂纹的板条瞬态响应分析

利用线弹簧模型求解了阶跃载荷作用下含内埋裂纹的无限长板条问题,对采用基于线弹簧模型的解析方法求解三维裂纹动态问题作了有益的探索.定性解释了动态线弹簧采用静态线弹簧本构关系的可行性,通过积分变换方法,导出了描述内埋裂纹板条动态问题的Cauchy型奇异积分方程.进行了数值计算,对模型应用的合理性作了理论解释,并对内埋裂纹板条瞬态响应的影响因素作了细致的分析.     

纤维增强复合材料圆柱型界面裂纹分析

以裂纹面上的位错函数为未知量将圆柱型界面裂纹问题化成一组奇异积分方程的求解问题．应用Ｍｕｓｋｈｅｌｉｓｈｖｉｌｉ的奇异积分方程理论，分析了圆柱型界面裂纹尖端应力场．针对裂纹尖端分别存在和不存在接触区两种情况，确定了裂纹尖端应力场的奇异性．利用数值方法计算了圆柱型界面裂纹尖端接触区尺寸对剪应力强度因子的影响．     

ANALYSIS OF TWO DISSIMILAR FUNCTIONALLY GRADED STRIPS CONTAINING INTERFACE CRACK UNDER PLANE DEFORMATION

In this paper the plane elasticity problem of two bonded dissimilar functionally graded strips containing an interface crack is studied.The governing equation in terms of Airy stress function is formulated and exact solutions are obtained for several special variations of material properties in Fourier transformation domain.The mixed boundary problem is reduced to a system of singular integral equations that are solved numerically.Numerical results show that fracture toughness of materials can be greatly improved by graded variation of elastic modulus and the influence of the specific form of elastic modulus on the fracture behavior of FGM is limited.     

折线型裂纹对SH波的动力响应

利用Fourier积分变换方法,得出了无限平面中用裂纹位错密度函数表示的单裂纹散射场.根据无穷积分的性质,把单裂纹的散射场分解为奇异部分和有界部分.利用单裂纹的散射场建立了折线裂纹在SH波作用下的Cauchy型奇异积分方程.根据折线裂纹散射场和所得的积分方程讨论了裂纹在折点处的奇性应力及折点处的奇性应力指数.利用所得的奇性应力定义了折点处的应力强度因子.对所得Cauchy型奇积分方程的数值求解,可得裂纹端点和折点处的动应力强度因子.     

圆形界面裂纹反平面问题的基本奇异解

本文研究反平面集中力作用下,不同弹性材料的圆形界面上有多条裂纹的问题。运用复变函数的解析延拓技术与奇性主部分析方法,首次获得该问题的一般解答,求出了几种典型情况的封闭解;算出了应力强度因子,并由此导出一系列特殊结果,其中几个与已有文献完全吻合。     

两种各向异性材料界面周期裂纹的反平面问题

研究两种各向异性材料界面含周期裂纹的反平面剪切问题，运用复变函数方法，获得了封闭形式解答，并给出了应力强度因子公式。从本文解签的特殊情形，可直接导出均匀各向异性材料共线裂纹，两种各向同性材料界面裂纹的相应问题公式。     

TRANSIENT RESPONSE OF COPLANAR INTERFACIAL CRACKS BETWEEN TWO DISSIMILAR PIEZOELECTRIC STRIPS UNDER ANTI-PLANE MECHANICAL AND IN-PLANE ELECTRICAL IMPACTS

The dynamic response of multiple coplanar interface cracks between two dissimilar piezoelectric strips subjected to mechanical and electrical impacts is investigated. Solutions to two kinds of electric boundary conditions on crack surfaces, i.e. electric impermeable and electric permeable, are obtained. Laplace and Fourier transforms and dislocation density functions are employed to reduce the mixed boundary value problem to Cauchy singular integral equations,which can be solved numerically. The effects of electrical load, geometry criterion of piezoelectric strips, relative location of cracks and material properties on the dynamic energy release rate are examined.