压电复合材料圆形夹杂中螺型位错和界面裂纹的干涉分析

研究了无穷远纵向剪切和面内电场共同作用下,压电复合材料圆形夹杂中螺型位错与界面裂纹的电弹耦合干涉作用．运用Riemann-Schwarz 对称原理,并结合复变函数奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答．作为典型算例,求出了界面含一条裂纹时基体和夹杂区域复势函数和电弹性场的封闭形式解．应用广义Peach-Koehler公式,导出了位错力的解析表达式．分析了裂纹几何参数和材料的电弹性常数对位错力的影响规律．结果表明,界面裂纹对位错力和位错平衡位置有很强的扰动效应,当界面裂纹长度达到临界值时,可以改变位错力的方向．该结果可以作为格林函数研究圆形夹杂内裂纹和界面裂纹的干涉效应．其公式的退化结果与已有文献完全一致．     

夹杂与基体对界面层螺旋位错的干涉效应

研究圆形夹杂与基体对有限厚度界面层螺旋位错的干涉问题。结合复变函数的分区亚纯函数理论、施瓦兹对称原理与柯西型积分运算,发展了多连通域联结问题的一个有效分析方法,将3个区域应力函数的联结问题化归为界面层应力函数的函数方程,并求得了显式级数解。利用该结果,研究与讨论了界面层螺旋位错能与位错力。     

压电螺型位错和含界面裂纹圆形夹杂的电弹干涉效应

研究了在无穷远反平面剪切和面内电场共同作用下压电材料基体中一个压电螺型位错与含界面裂纹圆形弹性夹杂的电弹耦合干涉作用．运用复变函数方法,获得了该问题的一般解答．作为典型算例,求出了界面含一条裂纹时,基体和夹杂区域复势函数的封闭形式解以及裂纹尖端应力和电位移场强度因子．应用扰动技术和广义Peach-Koehler公式,导出了位错力的解析表达式．数值结果表明,界面裂纹对压电螺型位错与夹杂的干涉具有强烈扰动效应,当裂纹长度达到临界值时,可以改变其干涉机理．同时,分析说明压电材料中软夹杂可以排斥基体中的位错．     

Ⅲ型界面裂纹的非对称动态扩展问题

采用复变函数论的方法,对Ⅲ型界面裂纹的非对称动态扩展问题进行了研究．通过自相似函数的方法可以获得解析解的一般表达式．应用该法可以迅速地将所论问题转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了非对称扩展裂纹分别在集中载荷、阶跃载荷作用下的解析解．利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解．     

预制V型裂纹尖端应力强度因子的研究

本文提出了爆炸载荷作用下预制V型裂纹的复变应力函数,并用Westergaard方法推导了预制V型裂纹尖端的应力场和位移场,从而得到了V型裂纹尖端的应力强度因子.爆破试验结果表明了公式的正确性.     

两个各向同性半平面焊接的界面共线裂纹问题

复合材料焊接的界面裂纹问题是工程中碰到的实际问题,这方面已有不少有意义的研究工作（如献[3]-[6]等等）。本讨论两个各同性半平面焊接的界面共线裂纹问题,利用复变方法和解析函数边值问题题的基本理论,给出了弹性体应力分布封闭形式的解。     

Ⅲ型界面裂纹Dugdale模型的动态扩展问题

通过复变函数论的方法,对材料的非线性特性下的Ⅲ型界面裂纹Dugdale模型的动态扩展问题进行了研究．采用自相似函数的方法可以获得解析解的一般表达式．应用该法还可以很容易将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题, 并可以相当简单地得到问题的闭合解．利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解．     

带任意裂纹的一维六方准晶弹性半平面第一基本问题

研究了周期平面内含任意裂纹的一维六方准晶的弹性半平面第一基本问题.首先借助保角变换将半平面第一基本问题转化为单位圆内带任意裂纹的第一基本问题;再利用复变函数方法将求有界域内的弹性平衡问题转化为奇异积分方程的求解,并证明方程是唯一可解的.该问题的求解为研究工程断裂问题提供了理论方法.     

一类复合材料焊接的界面裂纹问题

利用复变方法和解析函数边值问题的基本理论，研究一类复合材料焊接线上出现裂纹的平面弹性基本问题，笔者通过适当的函数分解和积分变换，将寻找复应力函数的问题转化为求解一正而型奇异积分方程，并借助积分方程理论给出了方程的求解方法。     

带裂纹的弹性狭长体基本问题

利用复变方法和积分方程理论，讨论带任意裂纹的各向同性弹性狭长体的基本问题。通过适当的函数分解和积分变换，将问题简化为一正则型奇异积分方程。对方程解的情况和求解方法进行了研究，并导出裂纹尖端的应力强度因子。     

裂纹与弹性夹杂的相互影响*

本文利用无限域上单根弹性夹杂和单根裂纹产生的位移和应力,将裂纹与弹性夹杂的相互影响问题归为解一组柯西型奇异积分方程,然后用此对夹杂分枝裂纹解答的奇性性态作了理论分析,并求得了振荡奇性界面应力场,对于不相交的夹杂裂纹问题,具体计算了端点的应力强度因子及夹杂上的界面应力,结果令人满意。     

矩形弹性夹杂与裂纹相互干扰的边界元分析

使用边界元法研究了无限弹性体中矩形弹性夹杂对曲折裂纹的影响,导出了新的复边界积分方程．通过引入与界面位移密度和面力有关的未知复函数H(t),并使用分部积分技巧,使得夹杂和基体界面处的面力连续性条件自动满足,而边界积分方程减少为2个,且只具有1/r阶奇异性．为了检验该边界元法的正确性和有效性,对典型问题进行了数值计算．所得结果表明:裂纹的应力强度因子随着夹杂弹性模量的增大而减小,软夹杂有利于裂纹的扩展,而刚性较大的夹杂对裂纹有抑制作用．     

热偶极子与圆形界面裂纹的作用

热偶极子由热源和热汇组成.应用解析延拓方法、广义Liouville 定理及Muskhelishvili 边值问题理论,研究了在热源偶极子作用下含圆形夹杂复合材料的界面裂纹问题.导出温度场和应力场之后,分析了温度场和夹杂对界面断裂的效应.作为实例,针对若干种组合材料及热偶极子处于不同位置,给出了界面裂纹热应力强度因子的数值变化曲线.结果表明,界面裂纹特性取决于材料的弹性常数和热学性能及偶极子的情况.     

三角形弹性夹杂对裂纹的影响

研究了三角形弹性夹杂和裂纹之间的相互影响问题。应用Chau和Wang导出的面力边值问题的边界积分方程为基本方程,用夹杂和基体交界面上的面力和位移的连续性条件为补充方程,从而得到了一组能够解决夹杂和裂纹相互影响问题的方程,最后的方程组用一种新的边界单元法求解。计算了各种不同的夹杂和基体的材料常数以及夹杂和基体之间不同距离情况下裂纹尖端的应力强度因子。文中结果对研究新型复合材料有一定的应用价值。     

圆形界面刚性线夹杂的平面问题

研究了圆弧形界面刚性线夹杂的平面弹性问题．集中力作用于夹杂或基体中的任意点,并且无穷远处受均匀载荷作用．利用复变函数方法,得到了该问题的一般解答．当只含一条界面刚性线夹杂时,获得了分区复势函数和应力场的封闭形式解答,并给出刚性线端部奇异应力场的解析表达式．结果表明,在平面荷载下界面圆弧形刚性线夹杂尖端应力场和裂纹尖端相似具有奇异应力振荡性．对无穷远加载的情况,讨论了刚性线几何条件、加载条件和材料失配对端部场的影响．     

位于两不同正交各向异性半平面间张开型界面裂纹的性能分析

利用Schmidt方法分析了位于正交各向异性材料中的张开型界面裂纹问题．经富立叶变换使问题的求解转换为求解两对对偶积分方程,其中对偶积分方程的变量为裂纹面张开位移．最终获得了应力强度因子的数值解．与以前有关界面裂纹问题的解相比,没遇到数学上难以处理的应力振荡奇异性,裂纹尖端应力场的奇异性与均匀材料中裂纹尖端应力场的奇异性相同．同时当上下半平面材料相同时,可以得到其精确解．     

圆形孔口裂纹的反平面剪切问题的解析解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,研究了带裂纹的圆形孔口的反平面剪切问题,给出了Ⅲ型裂纹问题的应力强度因子.在极限情形下,求得Griffith裂纹在裂纹尖端处应力强度因子,这与已有的结果完全一致.最后数值算例给出了半经和裂纹长度对应力强度因子的影响.     

有限高狭长压电体中半无限反平面裂纹分析

利用保角变换和复变函数方法,研究了裂纹面上受反平面剪应力和面内电载荷共同作用下的有限高狭长压电体中半无限裂纹的断裂问题,给出了电不可通边界条件下裂纹尖端场强度因子和机械应变能释放率的解析解．当狭长体高度趋于无限大时,可得到无限大压电体中半无限裂纹的解析解．若不考虑电场作用,所得解可退化为纯弹性材料的已知结果．此外,通过数值算例,分析了裂纹面上受载长度、狭长体高度以及机电载荷对机械应变能释放率的影响规律．