復(fù)合材料典型缺陷與螺型位錯(cuò)的彈性、粘彈性及運(yùn)動(dòng)干涉效應(yīng).pdf

1、復(fù)合材料中位錯(cuò)與夾雜及界面缺陷之間的干涉效應(yīng)問(wèn)題，是當(dāng)前固體力學(xué)與材料科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)課題。本文針對(duì)復(fù)合材料中典型界面缺陷與位錯(cuò)的彈性、粘彈性及運(yùn)動(dòng)干涉進(jìn)行理論分析，分別研究了圓柱型各向異性材料中螺型位錯(cuò)與含界面裂紋或界面剛性線圓形夾雜的彈性干涉問(wèn)題；復(fù)合材料中螺型位錯(cuò)與含界面裂紋或界面剛性線圓形彈性、壓電夾雜的粘彈性干涉問(wèn)題；雙相材料中運(yùn)動(dòng)螺型位錯(cuò)與直線界面裂紋或剛性線的彈性干涉問(wèn)題。 運(yùn)用復(fù)變函數(shù)解析延拓原理，將上述問(wèn)

2、題轉(zhuǎn)化為Riemann-Hilbert 邊值問(wèn)題，結(jié)合復(fù)應(yīng)力函數(shù)奇性主部分析方法、廣義Liouville 定理、Cauchy 型積分和Laplace積分變換法，獲得了上述問(wèn)題的一般解答。作為特例，求出了界面含一條裂紋或一條剛性線夾雜時(shí)基體和夾雜區(qū)域復(fù)勢(shì)的封閉形式解；同時(shí)導(dǎo)出了界面裂紋和界面剛性線尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的解析表達(dá)式；應(yīng)用擾動(dòng)技術(shù)，分別導(dǎo)出了相應(yīng)位錯(cuò)力公式。獲得了應(yīng)力強(qiáng)度因子和位錯(cuò)力隨材料相關(guān)參數(shù)、裂紋或剛性線長(zhǎng)度以及位錯(cuò)速度的變

3、化規(guī)律。 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料中增強(qiáng)相界面裂紋和界面剛性線夾雜對(duì)螺型位錯(cuò)與夾雜的干涉作用具有強(qiáng)烈的擾動(dòng)效應(yīng)，當(dāng)界面缺陷達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，裂紋可以導(dǎo)致硬夾雜吸引位錯(cuò)，剛性線可以導(dǎo)致軟夾雜排斥位錯(cuò)。在圓柱形各向異性材料中，材料的各向異性性質(zhì)能改變位錯(cuò)對(duì)缺陷尖端奇異應(yīng)力場(chǎng)的屏蔽和反屏蔽效應(yīng)，并且對(duì)缺陷附近的位錯(cuò)吸引－排斥、偶極子旋轉(zhuǎn)機(jī)制產(chǎn)生重大影響；在粘彈性材料中，隨著時(shí)間的推移，軟夾雜也可能排斥位錯(cuò)，位錯(cuò)力先是快速減小然后變幅趨于平