含界面刚性线夹杂与广义压电位错双压电介质的电弹性分析3.PDFVIP

第 29 卷 第 3 期 固 体 力 学 学 报 Vol . 29 No . 3 2008 年 9 月 C H IN ESE J OU RN AL O F SOL ID M EC HAN ICS Sep t ember 2008 含界面刚性线夹杂与广义压电位错 双压电介质的电弹性分析 1 2 2 周志东　 　赵社戌 　匡震邦 ( 1 厦门大学材料学院材料科学与工程系 ,厦门,36 1005) (2 上海交通大学工程力学系 ,上海 ,200240) 摘 　要 　研究了双压电材料中广义压电位错与分布于界面的刚性共线线夹杂相互作用问题. 基于线性压电理 论 St roh 框架 ,相应的混合边值问题 ,可化为常见的 Hilbert 问题. 求解 Hilbert 问题 ,得到存在界面刚性线夹杂与位 错时 ,压电体内所有场变量的显式表达. 给出了由于界面和刚性线夹杂的存在 ,作用于广义压 电位错上的广义 PeachKoehler 镜像力. 对均匀压电材料这一特殊情况 ,给出了数值算例 ,讨论了位错对刚性线夹杂端部场强度因子 的干涉和它们之间的相互作用. 结果可作为求解界面刚性线夹杂与微裂纹交互作用问题的 Green 函数 ,也可作为 边界元方法的核函数. 关键词 　压电材料 ,刚性线夹杂 ,位错 ,场强度因子 , Green 函数 些错误. 为了进一步研究电极与压电介质中缺陷、微 0 　引言 裂纹的相互作用等复杂问题 ,边界元和位错密度法 被广泛应用 ,此时给出显式的 Green 函数变的尤为 压电材料有优 良的力电耦合性能 ,被广泛运用 重要. Deng 等[7 ] , Huan g 等[ 8 ] 分别对含椭圆异质夹 到各种智能结构和器件中 ,如制动器 ,感应器和隔震 杂压电介质中广义压电螺位错和刃位错问题进行了 装置等. 为了提高压电材料的功能 ,压电介质与电极 研究 ,并给 出作用于位错上 的广义镜像力. Zhou 组成的层合结构运用很多 ,特别是包含表面电极和 [9 ] 等 求解了介电椭圆孔洞的 Green 函数 ,并作为核 ( ) 界面 内置 电极的装置. 在工作过程中 , 电极端部往 函数研究了微裂纹与孔洞相互作用. Zhou等[ 10 ] 对含 往电场集中 ,使得压电介质中局部应力集中 ,从而引 两个平行界面压电介质中广义压电螺位错问题进行 起局部破坏 ,最终导致元器件失效. 目前 ,很多国内 [ 11 ] 了研究 ,结果可退化到各种简单模型. 高存法等 [ 1 ] 外学者对电极附近弹性场进行了研究. Yang 等 研 研究了含半无限长柔性电极双压电介质的电弹性问 究了电致伸缩材料中 , 内置电极端部电弹性场 ,得到 [2 ]