正交異性雙材料反平面界面端應(yīng)力場分析.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，復(fù)合材料以其優(yōu)越的性能，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。從日常生活經(jīng)驗(yàn)中，我們知道：復(fù)合材料作為一種結(jié)合材料，它的破壞往往是從結(jié)合處或界面附近首先發(fā)生的。因此，界面端的分析對(duì)結(jié)合材料的強(qiáng)度和可靠性評(píng)價(jià)具有重要意義。在對(duì)復(fù)合材料界面力學(xué)的研究中，各向同性雙材料界面端的應(yīng)力場研究已取得了一些重要的研究成果。近期，關(guān)于正交異性雙材料界面裂紋尖端沒有振蕩奇異性的應(yīng)力場研究也取得了一些成果，但是對(duì)于正交異性雙材料反平面界面端應(yīng)

2、力場這方面的研究還很少。本文對(duì)正交異性雙材料反平面界面端問題進(jìn)行了研究。通過復(fù)合材料斷裂復(fù)變分析方法，構(gòu)造特殊的應(yīng)力函數(shù)，求解了一類偏微分方程組問題，研究了正交異性雙材料反平面界面裂紋，平板搭接界面端以及幾類特殊界面端情況。主要內(nèi)容如下： ⑴研究了正交異性雙材料反平面界面裂紋問題。結(jié)果顯示：正交異性雙材料反平面界面裂紋尖端附近應(yīng)力場具有r-1/2奇異性，但不具有振蕩性，其特征值與兩材料參數(shù)無關(guān)，并推出了正交異性雙材料反平面界面裂

3、紋尖端附近的應(yīng)力場、位移場以及應(yīng)力強(qiáng)度因子的表達(dá)式。 ⑵研究了正交異性雙材料反平面平板搭接界面端問題。推導(dǎo)出平板搭接界面端裂尖附近的應(yīng)力場、位移場及應(yīng)力強(qiáng)度因子的表達(dá)式。結(jié)果顯示：上下材料參數(shù)比β1（Q44）1/β2（Q44）2≤2時(shí)，應(yīng)力場沒有奇異性；β1（Q44）1/β2（Q44）2>2時(shí)，應(yīng)力場具有冪次奇異性，且隨著β1（Q44）1/β2（Q44）2增長，奇異指數(shù)趨于-1/2。 ⑶研究了正交異性雙材料反平面界面端問

4、題。得到了對(duì)稱界面端的特征方程。結(jié)果顯示：（1）當(dāng)θ1=θ2=π/2時(shí)，奇異性指數(shù)大于1，應(yīng)力不具有奇異性；（2）當(dāng)θ1=θ2=π/4時(shí)，對(duì)于不同結(jié)合材料，奇異性指數(shù)隨著結(jié)合材料參數(shù)的變化而變化。由所得結(jié)果可知，當(dāng)θ1=θ2≤π/2時(shí)，λ≥0，各向同性雙材料反平面應(yīng)力不存在應(yīng)力奇異性；當(dāng)θ1=θ2>π/2時(shí)，λ

5、=π/2，θ2=-π/3時(shí)，λ（0