压电-正交基体复合半圆柱的界面端部开裂问题研究

摘要：

建立了半圆柱形压电-正交基体复合材料界面端部开裂问题的力学模型，其中压电层为锆钛酸铅铁电陶瓷，基体为正交异性聚乙烯复合材料。综合利用位错模拟法、格林函数法和奇异积分方程法，对裂纹问题进行了理论分析。通过对应力强度因子进行数值求解和讨论，揭示了几何、物理参数对断裂行为的影响规律。从界面端部止裂的角度出发，找到了压电复合半圆柱的2种优化设计形式：一种是将“较软的内部基体”和“较硬的外部压电层”相结合；另一种是采用正交各向异性介电材料作为基体。另外，数值计算还表明：与剪切模量变化对应力强度因子的影响相比，压电系数和介电系数变化的影响至少要小2个数量级，因此后面二者对结构防断裂优化设计没有昂著的宴际意义。

关键词：压电陶瓷、正交基体、界面端部裂纹、格林函数、应力强度因子

所属期刊栏目：26

分类号：O346.1(固体力学)

在线出版日期：2012-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：89-94