非完美界面多边形夹杂复合材料弹性场研究

导出了在非完美界面下，具有均匀本征应变的多边形夹杂复合材料位移场的计算公式，利用边界单元法求解了均匀剪切本征应变下多边形夹杂内应变场的分布。数值结果表明界面连结的完好与否对夹杂内部应变分布有比较明显的影响；随着界面缺陷程度的加剧，多边形内的应变偏离完好界面情形的相应应变就越大，这与实际情况相符。     

各向异性弹性力学场论的Hamilton体系

在弹性力学本征化理论的基础上，通过定义正则共轭动量密度，得到了不同变形条件下弹性力学场的Hamilton密度函数，并由此给出了相应的Hamilton正则方程．采用分离变量方法，将弹性动力学解转变为Hamilton空间算子矩阵的本征值问题，对偶变量(模态应变和模态应变率)的全解通过本征解来展开而获得．此外，讨论了不同变形条件下弹性力学场论Hamilton体系的具体应用，得到了弹性小变形、弹性大变形和率相关变形条件下的静力学基本求解方程。     

双材料非弹性主方向半无限界面裂纹应力场

利用坐标轴不平行于弹性主方向的应力、应变变换公式,并结合复合材料断裂复变方法,对正交异性双材料非弹性主方向半无限界面裂纹问题进行了研究,得到了用弹性主方向坐标系工程参数表示界面裂纹尖端的应力场、位移场。并给出双材料参数对半无限界面裂纹尖端应力场的影响规律。     

带空洞损伤的梁的纯弯曲

从弹性微结构理论出发研究了带空洞损伤线弹性材料的本构方程，把这种考虑损伤的本构方程应用到梁的纯弯曲．得到了关于梁的应力场、应变场、位移场和损伤场．通过简化与假设，其应力场、应变场可以得到与古典弹性力学关于梁的纯弯相同的结果．文中结果既验证了考虑损伤的本构方程的正确性，又在一定程度上更精确地反映了梁的受力及变形情况．     

钨渗铜材料力学弹性性质的实验测量与物理模型计算

钨渗铜材料是一种以钨为基体、铜为夹杂的两相复合金属材料,由于具有优异的力学性能和热、电特性而被广泛应用于军事和民用领域。采用引伸计测量器、应变测量仪、超声波仪分别测量了钨渗铜材料的力学性质,并依据钨渗铜复合材料的结构特点,把钨渗铜材料中的铜和钨分别看成为复合材料的夹杂和基体,利用Voigt模型和Reuss模型分别计算出钨渗铜材料弹性性质的上界值和下界值,利用本征应变自洽法计算钨渗铜材料的弹性性质,理论计算结果与实验结果吻合。     

多铁性材料中螺型位错与含弱界面圆形夹杂的相互作用

考虑无穷远反平面力载荷和平面内电磁载荷情况下,横观各向同性的压电磁介质中广义螺型位错与含非完整界面的圆形夹杂的电磁弹性耦合效应。广义螺型位错位于基体的任意一点处并且在其位错核上作用有点力、点电荷和线电流。通过运用复变函数方法,得到了电磁弹性场的解析解。借助于广义的Peach-Koehler公式,求解出了广义螺型位错上位错力的精确表达式。研究了非完整界面对夹杂区域中电磁弹性场的影响。讨论了各种参数(非完整界面,材料匹配性和位错位置)对作用在非完整界面附近广义螺型位错上位错力的影响规律。这些基本解可以作为分析压电磁介质中相应裂纹问题的格林函数。     

部分界面不连续夹杂问题的弹性一般解

在应变分析基础上,利用Eshelby等效夹杂原理和Green函数方法,得到了部分界面不连续椭圆形夹杂问题的弹性一般解,并同时给出不连续界面的相对位移解。它们对多相材料力学的研究具有重要的意义。     

静止裂纹尖端的损伤场：反平面问题

采用新的损伤本构模型和自相似假定，对静止裂尖端应力，应变场进行了渐近分析，在反平面问题中，给出尖端场的构造，在上半平面，场是由一人损伤区和一个弹性构成的，场为单参数场，它由远场外载荷的在小来确定，在损伤区中存在应变的奇异性，对不同材料常数计算应力（应变）分布，揭示了裂纹尖端场的损伤行为。     

夹杂物问题应力场的数值计算

等效夹杂物方法是细观力学中的一种重要方法，文中编制的数值计算程序能在考虑多个夹杂物相互响应的情况下计算材料应力、应变场，并实现了计算结果的三维显示．计算结果与文献中的计算结果非常吻合．本文编制的数值计算程序不仅可以用于研究复合材料的损伤演化及失效，而且利用特殊构型的椭球空洞来模拟裂纹，可以计算裂纹群的应力、应变场。     

多相颗粒复合材料的弹塑性本构关系

多相单一颗粒材料集合而成的材料称为多相颗粒复合材料.为了废弃材料的再生利用,人们经常将多种单相废弃材料打碎成颗粒后黏结在一起形成多相颗粒复合材料.本文把多相颗粒复合材料中的任意一颗粒看成夹杂,通过等效夹杂法和本征应变自洽法,给出多相颗粒复合材料的宏观弹塑性应力-应变增量关系,寻找出颗粒复合材料的宏观弹塑性力学性质与各相弹塑性颗粒材料力学性质的关系.     

Elastic Properties of Particulate Composites with Imperfect Interface

An effective analytical approach is developed for the problem of particulate composites containing spherical inclusion with imperfect iraerface between the matrix and spherical inclusions. In this paper, a general interface model for a variety of interracial defects has been presented, in which both displacement discontinuity across the interface and the elastic moduli varing with radius outside of the inclusion are considered. The imperfect interface conditions are appropriate in the case of thin coatings on the inclusion. Furthermore, in the ease of thin elastic interphase , the displacement field and the stress field in the inclusion and matrix are exactly solved for the boundary problem of hydrostatic compression of an infinite spherical symmetrical body by Frobenius series, and the erpression of the normal interface parameter, Dr, is derived. In addition, it has been proved that two previous results derived in some literatures by considering the interface to be a thin iruetptmse with displacement jump or with some variance in its moduli can be reverted from the present formula, respectively. Numerical results are given to demonstrate the significance of the general imperfect interface effects.     

界面固定圆形刚柱对SH波散射的远场解

采用Ｇｒｅｅｎ函数方法研究界面固定圆形刚柱对ＳＨ波散射的远场解答,首先给出含有半圆形刚柱的弹性半空间的水平表面上任意一点,承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数,其次,取该位移函数作为Ｇｒｅｅｎ函数,推导出定解积分方程,最后研究该 散射远场,给出了散射波运场位移模式和用射截面的解答,通过具体算例,分析了不同材料组合而成的界面固定圆形刚柱对ＳＨ波散射的远场持性。     

SH波对界面附近脱胶圆夹杂的散射

采用Green函数法、复变函数法研究了SH波对界面附近含有半圆形脱胶的圆柱形弹性夹杂的散射,并给出了动应力集中系数的数值结果.首先,沿界面将整个空间分成上下2个部分.在上半空间,给出了在含有半圆形凸起的圆柱形弹性夹杂的弹性半空间中水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数.其次,取该位移函数作为Green函数,在上下空间"契合"时在界面处满足连续性条件,同时构造出半圆形脱胶,进而求出应力和位移的表达式.最后作为算例,给出了弹性夹杂周边以及脱胶结构周边的动应力集中系数的数值结果,分析了圆柱形夹杂和不同介质参数对动应力集中的影响情况.结果表明,脱胶结构对界面附近的动应力集中系数有放大作用.     

一类复合缺陷对SH波散射及动应力强度因子

运用Ｇｒｅｅｎ函数法研究圆形弹性夹杂及其侧边径向裂纹,一种新复合型缺陷对ＳＨ波散射问题,求解侧边裂纹的散射和裂纹尖端场动应力强度因子。首先,给出在表面处含有半圆形弹性夹杂的弹性半空间的水平表面上任意一点,承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数。其次,取该位移函数作Ｇｒｅｅｎ函数,推导出该问题的定解积分方程。最后,分析介质参数对面圆形弹性夹杂的动应力强度因子的影响。     

分域边界元法双映射奇异元计算应力强度因子

边界单元法是一种很有效的数值计算方法,目前在很多工程领域的数值分析中都有了广泛的应用,并取得了很好的效果.用它来求解裂纹尖端的应力强度因子就是这种方法在断裂力学中非常成功而有效的应用.文中简单介绍线性单元的分域边界单元法的相关公式,并引入双映射奇异单元,分析了带单边斜裂纹的单向拉伸板的应力强度因子.计算的结果与其他解比较表明:这种方法效果很好,有较高的计算精度.     

SEM In-situ Observation at Tensile Loading on Surface Inclusion in PM Rene95 Superalloy

The observation on crack initiation and propagation of surface inclusion Al2O3 in seeded PM Rene95 was conducted by SEM in-situ tension test. The results show that the cracks often initiate at the inclusion/matrix interface vertical to the applied stress direction, and easily propagate along the interface into the matrix. The interface of inclusion / matrix is just mechanically bounded on the base of SEM observation. The weak bonding of inclusion / matrix interface and stress concentration around inclusions are the main reasons of the matrix/inclusion interface debonding and local plastic deformation under the tensile loading in the in-situ tension test. Surface in-elusion does not definitely lead to the failure of in-situ tension test. But the early surface crack initiation caused by ceramic inclusion is critically harmful to the LCF property of PM Rene95 superalloy, which can't be ignored.     

浅埋圆柱形弹性夹杂附近的半圆形凸起对SH波的散射

采用"契合"思想,利用复变函数法研究了地下弹性夹杂与地面上半圆形凸起地形对SH波的散射问题.将整个求解区域分割为2部分,在其中分别构造预先满足边界条件的位移解.利用"公共边界"上的"契合"条件和地下弹性夹杂的边界条件,建立起求解该问题的无穷代数方程组.通过具体算例,给出了地表位移幅值和弹性夹杂边界上动应力集中的数值结果,并进行了讨论.可以看到,弹性夹杂与介质的材料参数比对地表位移和弹性夹杂边界上动应力集中系数有直接影响.     

双相介质V型缺口附近的应力分析

本文从复势理论出发,导出了双相介质V型缺口附近应力场和位移场的通解(渐近解),指出应力分量和位移分量在缺口附近随极径r的对数关系而按正弦,余弦规律变化,即呈现震荡性;应力分量的幅值随r的增加而减少,呈现奇异性。文中还讨论了V型缺口问题的几个特例。     

SH波作用下圆形夹杂与裂纹的相互作用

利用特殊函数的加法公式,采用Green函数法研究圆形夹杂附近的裂纹对SH波的散射和裂纹尖端动应力强度因子的求解.取含有圆形夹杂的基体中任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数.首先求解圆形夹杂在SH波作用下的散射问题;然后利用Green函数在裂纹实际存在位置实施裂纹的"人工切割",以恢复存在的裂纹,建立裂纹尖端应力的求解积分,得到动应力强度因子的解答;最后对圆形夹杂附近单平行裂纹问题进行了研究.