Basic solution of two parallel Mode-I cracks in functionally graded materials

The solution of two parallel cracks in functionally graded materials subjected to a tensile stress loading is derived in this paper. To make the analysis tractable, it is assumed that the shear modulus varies exponentially with coordinate parallel to the crack. The problem is formulated through Fourier transform into four pairs of dual integral equations, in which the unknown variables are jumps of displacements across crack surfaces. To solve the dual integral equations, the jumps of displacements across crack surfaces are directly expanded as a series of Jacobi polynomials to obtain the shielding effects of the two parallel cracks in functionally graded materials.     

Behavior of two parallel symmetry permeable cracks in functionally graded piezoelectric materials subjected to an anti-plane shear loading

The behavior of two parallel symmetry permeable cracks in functionally graded piezoelectric materials subjected to an anti-plane shear loading was investigated. To make the analysis tractable, it was assumed that the material properties varied exponentially with coordinate vertical to the crack. By using the Fourier transform, the problem could be solved with the help of two pairs of dual integral equations, in which the unknown variables were the jumps of the displacements across the crack surfaces. To solve the dual integral equations, the displacement on the crack surfaces was expanded in a series of Jacobi polynomials. The normalized stress and electrical displacement intensity factors were determined for different geometric and property parameters for permeable electric boundary conditions. Numerical examples were provided to show the effect of the geometry of the interacting cracks and the functionally graded material parameter upon the stress intensity factors of cracks.     

椭圆类平片裂纹二维有限部积分方程的多项式数值方法

根据均质弹性体中平面裂纹问题的一维Ｃａｕｃｈｙ型主值积分方程的Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式数值求解方法,提出了三维断裂力学问题的椭圆类平片裂纹二维有限部积分方程中未知位移间断用Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式与位移间断基本函数之积来表示的近似数值解法,并导出了与多项式系数相对应的应力强度因子计算公式最后给出了若干不同长短轴半径之比的椭圆平片裂纹应力强度因子计算例计算表明,本文方法的数值结果不但收敛速度快,而且精度也大大高于现有的有限部积分———边界元方法的精度     

功能梯度材料反平面裂尖应力场的非局部解答

用非局部线弹性理论研究了无限大功能梯度材料反平面的裂纹问题，利用积分变换和对偶积分方程求解出裂纹尖端的应力场和位移场，并利用Schmidt方法进行了数值求解，与经典的解答相反，裂纹尖端应力场的奇异性不存在，裂纹尖端应力随梯度参数和原子晶格参数的增加而降低．     

The non-local theory solution of a Griffith crack in functionally graded materials subjected to the harmonic anti-plane shear waves

In this paper, the dynamic stress field near crack tips in the functionally graded materials subjected to the harmonic anti-plane shear stress waves was investi- gated by means of the non-local theory. The traditional concepts of the non-local theory were extended to solve the fracture problem of functionally graded materials. To make the analysis tractable, it was assumed that the material properties vary exponentially with coordinate parallel to the crack. By use of the Fourier transform, the problem can be solved with the help of a pair of dual integral equations, in which the unknown variable was the displacement on the crack surfaces. To solve the dual integral equations, the displacement on the crack surfaces was expanded in a series of Jacobi polynomials. Unlike the classical elasticity solutions, it is found that no stress singularities are present at crack tips. The non-local elastic solutions yield a finite hoop stress at crack tips, thus allowing us to use the maximum stress as a fracture criterion. The magnitude of the finite dynamic stress field depends on the crack length, the parameter describing the functionally graded materials, the circular frequency of the incident waves and the lattice parameter of materials.     

粘弹性层板中受突加载荷的裂纹问题

利用不同材料界面的连接条件，将问题中所有各量用单一未知函数表达，用积分变换方法将受突加载荷作用问题化为对偶积分方程，并用Ｃｏｐｓｏｎ方法［１］求得了不同粘弹性材料组成的层状结构中受突加载荷的裂纹动力学问题的一般解。裂纹表面受任意动载荷作用问题都可使用本方法求解。     

无限长条功能梯度材料的反平面裂纹问题

研究了无限长条正交各向异性功能梯度材料在平面剪切作用下的Yoffe裂纹的动力学问题，材料的两上方向的剪切模量假定为指数模型，通过采用积分变换-积分方程方法，求得了裂纹尖端的动态应力场和动态应力强度因子，并研究了裂纹运动速度、几何尺寸、梯度参数和不均匀系数对动态应力强度因子的影响，结果表明，裂纹尖端应力具有的奇异性，裂纹的运动速度越大，应力强度因子越大；材料的模量梯度越大，应力强度因子越低；不均匀系数越大，应力强度因子越小。     

Ⅲ型裂纹受突加荷载作用时裂尖应力场的非局部理论解

本文应用非局部场理论分析了Ⅲ型裂纹受实加荷载作用时裂尖应力场的问题,利用Ｅｒｉｎｇｅｎ提出的简化场方程导出了该问题的对偶积分方程,并通过数值计算方法得到该问题的数值解,结果表明在裂纹尖端应力场是非奇异的。     

Ⅰ型裂纹受突加荷载时裂尖应力场的非局部理论解

本文应用非局部场理论分析了工型裂纹在突加荷载作用时裂尖应力场的问题,利用Ｅｒｉｎｇｅｎ提出的简化场方程导出了该问题的对偶积分方程．并通过数值计算方法得到该问题的数值解,结果表明在裂纹尖端应力场是非奇异的。     

平面五次对称准晶中的应力强度因子

引入一组新的应力函数来讨论平面五次对称准晶的弹性力学问题,将问题中的１８个弹性力学基本方程简化成一个高阶偏微分方程,并且应用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换和对偶积分方程方法,求解了平面五次对称准晶结构中的Ｇｒｉｆｖｆｉｔｈ裂纹问题,得到了应力强度因子和应变能释放率,它们是研究材料变形的断裂的关键物理量。     

关于任意层状介质中运动裂纹问题的研究

本文讨论了裂纹在任意层状介质中快速扩展的平面直变问题。应用积分变换方法建立了问题的控制积分方程。采用路径积分技术给出了层状介质平面弹性动力学问题的时间—空间域基本解,以封闭形式给出了层状介质中运动裂纹问题的第二类奇异积分方程组。得到了快速扩展裂纹的动态应力强度因子。     

Elastic Wave Scattering From a Partially Debonded Elastic Cylindrical Inclusion

ＥｌａｓｔｉｃＷａｖｅＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＦｒｏｍａＰａｒｔｉａｌｌｙＤｅｂｏｎｄｅｄＥｌａｓｔｉｃＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＩｎｃｌｕｓｉｏｎＷＡＮＧＹｕｅｓｈｅｎｇＷＡＮＧＤｕｏ（汪越胜，王铎）（Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＭｅｃｈａ...     

Griffith裂纹积分变换解法中对偶积分方程的简单解法：形式函数待定法

本文在Abel积分方程法解Griffith裂纹问题对偶积分方程的基础上,提出了求解这种对偶积分方程的一种简单方法即形式函数待定法。     

立方准晶的反平面问题与Ⅲ型裂纹问题

发展了立方准晶材料的断裂理论 .通过应用Fourier分析和对偶积分方程理论 ,得到了立方准晶材料Ⅲ型裂纹问题的精确解析解 ,并由此确定了位移与应力场 ,应力强度因子和应变能释放率 .结果表明 ,应力强度因子与材料常数无关 ,而应变能释放率依赖于所有的材料常数 .这些为研究此新固体材料的变形和断裂提供了重要的信息 .     

无限长条功能梯度材料自由边界反平面裂纹动力学问题

利用功能梯度材料剪切模量的指数模型,对无限长条自由边界反平面Yoffe裂纹的动力学问题进行了研究.通过积分变换求得了应力场和位移场,将混合边界值问题简化为一组对偶积分方程,并利用Copson方法对动应力强度因子进行了求解.分析了裂纹运动速度、梯度参数及裂纹长度对裂纹尖端动应力强度因子的影响.数值计算表明,动应力强度因子随着裂纹运动速度和裂纹长度的增加而增大,随着梯度参数的增加而降低.     

The dynamic behavior of two collinear cracks in magneto-electro-elastic composites under harmonic anti-plane shear waves

The dynamic behavior of two collinear cracks in magneto-electro-elastic composites under harmonic anti-plane shear waves is studied using the Schmidt method for the permeable crack surface conditions. By using the Fourier transform, the problem can be solved with a set of triple integral equations in which the unknown variable is the jump of the displacements across the crack surfaces. In solving the triple integral equations, the jump of the displacements across the crack surface is expanded in a series of Jacobi polynomials. It can be obtained that the stress field is independent of the electric field and the magnetic flux.     

用一种新的奇异积分方程法求解折线裂纹问题

本文根据等效分布位错的思想将一折线裂纹等效成两排密集分布的刃型位错,进而应用刃型位错的格林函数直接建立起问题的奇异积分方程。借助于奇异积分方程理论,求得了裂纹尖端及角点处的应力奇异性指数。利用Gauss-Jacobi方法求解了问题的奇异积分方程组,从而得到了裂纹尖端的应力强度因子及裂纹角点附近的奇异应力场。结果表明:本文的方法对处理拆线裂纹问题是非常有效的;不仅如此,它还可进一步与一般的边界元法结合处理复杂外边界条件下的更为复杂的裂纹问题。     

非对称载荷作用的Griffith裂纹问题的Fourier积分变换解法

本文使用Ｆｏｕｒｉｅｒ积分变换，对非对称载荷作用下的Ｇｒｉｆｆｉｔｈ裂纹问题进行了研究。利用裂纹两侧的位移和应力联结条件，将问题归结为一组带Ｃａｕｃｈｙ核的奇异积分方程，通过Ｃａｕｃｈｙ反演求得了问题的精确解，在此基础上．给出了其应力强度因子的表达式。该结果可作为基本解用于求解一般裂纹系问题。     

2种典型边界条件下压电柱体中的币形裂纹(英文)

研究了含有同心币形裂纹的压电长圆柱体的弹性应力和电位移响应．长圆柱体承受2种典型的边界条件,将其分别为压电圆柱插入到刚性套筒内及压电圆柱的表面无应力电荷．基于势函数法和Hankel变换,得到对偶积分方程组,然后缩减为第二类Fredholm积分方程,最终得到了PZT-6B圆柱的场强度因子的数值结果．研究结果表明,裂纹与圆柱的半径比对断裂行为有显著的影响．     

结构静弹性问题的双互易边界元法

采用双互易边界元法对结构静弹性问题进行了分析。使用一种指数型径向基函数对体力项进行插值拟合,并借助其在弹性力学问题中的特解和双互易技术将原边界积分方程中的体积分转化为边界积分,再使用边界单元离散技术,以边界节点上的位移或面力为未知数构造线性方程组。通过数值算例验证了双互易边界元法是分析结构静弹性问题的一种有效数值计算方法,并在实际工况下与有限元法软件得到的结果进行对比,进一步验证该方法的精确性。算例结果表明,双互易边界元法分析结构静弹性问题具有精度高等特点,同时可以解决其他领域含有域积分项的非齐次问题。