压电螺型位错和共线界面刚性线夹杂的干涉效应

研究了压电材料中压电螺型位错和共线界面导电刚性线夹杂的电弹干涉效应．运用复变函数解析延拓技术与奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答．作为算例,求出了界面含一条刚性线夹杂时两种压电介质区域广义应力函数的封闭形式解．导出了作用在位错上的像力和刚性线夹杂表面剪应力和电位移的解析表达式．讨论了界面刚性线长度,两种材料的剪切模量比和压电系数比对位错力和刚性线表面剪应力的影响规律．为进一步研究该类问题提供了一个基本解。     

刃型位错和圆弧形刚性线夹杂的干涉效应

位错和夹杂的干涉效应对于理解材料的强化和韧化机理具有十分重要的意义。文中研究了晶体材料中刃型位错和多条共圆弧刚性线夹杂的干涉作用。利用Riemann—Schwarz反照原理和复势函数的奇性主部分析技术，得到了问题的一般解答；对于只含一条刚性线夹杂的情况，给出了复势函数的封闭形式解。由Peach-Koehler公式求出了作用在刃型位错上的位错力，并讨论了圆弧形刚性线夹杂对位错力的影响规律，发现弧形刚性线对刃型位错有很强的排斥作用。本文解答不但可作为格林函数获得任意分布位错的相应解答，而且可以用于研究刚性线夹杂和任意形状裂纹的干涉效应问题。     

螺型位错偶极子与圆形界面刚性线的干涉效应研究

本文重点研究螺型住错偶极子和圆形夹杂界面刚性线的弹性干涉效应。利用复变函数方法,得到了该问题的一般解;此外还求出了只含一条界面刚性线时的封闭解答,得到了刚性线尖端的应力强度因子以及作用在螺型位错偶板子中心的像力和像力偶矩。研究结果表明：位错偶板子对应力强度因子具有很强的屏蔽或反屏蔽效应;软夹杂吸引位错偶极子,而刚性线排斥位错偶板子,在一定条件下,位错偶极子在刚性线附近出现一个平衡位置;当刚性线的长度争材料剪切模量比达到临界值时,可以改变偶极子和界面之间的干涉机理;刚性线长度对位错偶极子中心像力偶矩也有很大的影响。     

层状压电半空间中的螺位错

研究了层状压电半空间中的螺位错与界面的相互作用,应用傅立叶变换的方法,推导了压电层和基体的弹性场和电场,并在此基础上给出了像力的表达式,分析了几何尺寸和材料的相对刚度对像力和界面应力的影响.结果表明:压电效应的存在可以改变位错与界面的相互作用机理;弹性常数的差异对界面应力有较大的影响.     

基体裂纹与界面刚性线的弹性干涉

研究两种材料界面上的刚性线与其它任意位置处直线裂纹弹性干涉的反平面问题。基于界面上刚性线与任意位置处螺型位错干涉的基本解,运用连续位错密度模型法将问题转化为奇异积分方程。用半开型积分法求解奇异积分方程,得到位错密度函数的离散值,计算裂纹尖端处的应力强度因子。算例说明该方法可用于工程实际问题。     

压电复合材料中的Eshelby夹杂问题

通过采用解析延拓和共形映射技术，获得了压电复合材料中有关Eshelby夹杂几个典型问题的精确弹性解答，即横观各向同性压电介质中任意形状的Eshelby夹杂与圆柱异相夹杂间相互作用；一般各向异性压电介质中任意形状的Eshelby夹杂与双压电材料所形成界面的相互作用．成功求解这些问题的关健在于构造一个辅助函数．与Ru所采用的方法不同，所引入的辅助函数在无穷远点不存在极点，从而使得所展开的分析更加自然合理．分析结果清楚地揭示出Eshelby夹杂的存在对压电复合材料机电耦合响应将产生不容被忽视的影响．很典型的一个例于是当一个Eshelby椭圆夹杂与圆柱异相夹杂相互作用时，每个夹杂体内部的应力场和电场都将是不均匀的；另一个例于是位于界面附近的Eshelby夹杂有可能是界面发生损伤的一个重要原因．     

压电材料椭圆夹杂界面开裂问题的电弹性耦合解

本文研究了在反平面剪切和面内电场的共同作用下，压电材料椭圆夹杂的界面开裂问题，假定夹杂是刚性的导体，采用复变函数保角变换和级数展开方法，可确定压电材料基体的复势表达式，进而求得夹杂界面开裂的电弹性耦合的能量释放率。     

一维六方准晶压电材料中多缺陷的相互作用

基于准晶压电材料的基本方程,利用解析函数理论和复变方法,研究了一维六方准晶压电材料中多缺陷的相互作用问题,建立了多条平行位错以及它们与半无限裂纹相互作用的断裂力学模型,给出了一维六方准晶压电材料中n条平行位错相互作用的Peach-Koehler公式和n条平行位错的等效作用点,得到了n条平行位错与半无限裂纹相互作用下电弹性场的解析解,为讨论裂纹尖端的位错发射、位错屏蔽和裂纹钝化奠定了理论基础. 这些结果均为本文首次给出,丰富和发展了经典弹性理论中的相应结果.     

纵向剪切下含共焦刚性核弹性椭圆夹杂中的螺型位错干涉

摘 要 研究了无穷远纵向剪切下无限大基体中含共焦刚性核弹性椭圆夹杂内任意位置螺型位错的干涉问题。运用复变函数保角映射、解析延拓等方法,获得了基体与夹杂区域的应力场的级数形式精确解,并得出了位错像力的解析表达式,导出了纵向剪切下两椭圆界面最大应力及其比值公式。分析结果表明：夹杂内部的刚性核对位错与夹杂的干涉产生明显的扰动效应,排斥硬夹杂内位错,并使之不断趋近弹性夹杂界面。对于软夹杂,夹杂中的位错存在稳定的平衡位置,当位错位于刚性核和平衡位置之间时,位错会趋于弹性夹杂界面;当位错位于平衡位置和弹性夹杂界面之间时,位错会离开界面。结果还显示,夹杂的长轴和短轴之比对位错与夹杂的干涉也有着不可忽视的影响,尤其当位错在刚性核附近时,随着夹杂的长、短轴比值的减小,核对位错的排斥力也明显减弱。本文解答包含了多个以往文献成果。     

颗粒增强复合材料的椭圆形刚性夹杂呈双周期分布模型的反平面问题研究

在遵循复合材料中各夹杂相互影响的重要条件下，构造呈双周期分布且相互影响的椭圆形刚性夹杂模型的复应力函数，采用坐标变换和复变函数的依次保角映射方法，达到满足各个夹杂的边界条件，利用围线积分将求解方程化为线性代数方程，推导出了在无穷远双向均匀剪切，椭圆形刚性夹杂呈双周期分布的界面应力解析表达式，最后的算例分析给出了夹杂的形状对界面应力最大值(应力集中系数)的影响规律，并描绘出了曲线。