雙材料界面擴展裂紋尖端場奇異性的研究.pdf

1、兩種不同材料，利用某種方法連接在一起使用的結構或組合材料，稱為結合材料或稱作異材，而其結合部，統(tǒng)稱為界面。工程結構中的界面是廣泛存在的，如不同或相同金屬材料間的焊縫；固體火箭發(fā)動機之間的界面；復合材料、多相材料中的異質界面、路面/橋面不同介質組成的界面等等。界面力學作為固體力學的一個新的分支，是用普遍性的方法分析和評價各類結合界面的力學行為，其目的是為了解決和解釋結合材料或結構的強度壽命評價及其優(yōu)化設計等問題。
　　 固體材料的

2、粘性是指與時間有關的變形性質，蠕變和應力松弛都是與粘性有關的力學現(xiàn)象，幾乎所有固體材料都有粘性。但某些聚合物、巖土材料以及處于高速變形狀態(tài)下的金屬材料則具有明顯的粘性，在對這些材料進行力學分析時，材料的粘性效應的影響必須予以考慮。
　　 粘性效應是材料在高溫和高應變率下的固有屬性，本文考慮材料的粘性屬性并假定與塑性應變率的冪次成反比，推導和建立了彈塑性材料在三維條件下的本構關系，通過對裂紋尖端場奇異量級的分析，確定了材料的彈性、

3、粘性和塑性三者匹配的條件，給出了在不可壓縮條件下分析界面裂紋尖端場的基本方程。
　　 采用建立的率敏感型本構關系，本文對剛性-彈粘塑性界面裂紋在不可壓縮條件下的平面應變Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型擴展裂紋的尖端場進行了漸近分析。引入界面裂紋尖端的位移勢函數(shù)，結合不同問題的邊界條件，求得了界面裂紋尖端應力和應變場的控制方程組，對控制方程組進行了數(shù)值分析和計算，求得了裂紋尖端的應力場，分析了不同問題中漸近解的性質，并討論了解隨各參數(shù)的變化規(guī)律。

4、r>　　 通過考慮界面擴展裂紋尖端材料的粘性效應，本文建立了不可壓縮條件下剛性-彈粘塑性Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型界面擴展裂紋尖端的統(tǒng)一的連續(xù)奇異性場。通過理論分析和相應的數(shù)值計算，界面裂紋尖端奇異場受材料的粘性系數(shù)(η）、馬赫數(shù)（M）和奇異性指數(shù)（δ）控制。本論文僅對剛性-彈粘塑性界面進行了分析和研究，對于新型的結合材料和界面，需要根據(jù)具體的情況，利用界面力學的基本概念進行探索和研究，將為最終解決界面裂紋尖端漸近場問題提供一種可行的方法和參考依據(jù)