介电材料界面裂纹的边界元法分析

2014-08-08 11:02:34 作者：本站整理来源：

王世博^a，廉蒙蒙 ^b，范翠英^a，赵明皞^a,b

^a郑州大学机械工程学院^b郑州大学力学与工程科学学院

　　摘要：界面裂纹是断裂力学中的重要研究内容，特别是对于复合材料与结构。对于介电材料，由于电学性能，在界面裂纹表面会感生出感生电荷产生静电力，已有研究表明，裂纹上的静电力会对结构的断裂行为产生重要的影响。本文基于二维介电材料弹性理论，运用边界元方法研究静电力对介电材料界面裂纹的影响。首先运用子区域法，将含界面裂纹的双层介电材料划分三个区域（上层区域、下层区域和裂纹），通过边界条件和协调条件形成边界积分方程。然后运用迭代方法求解静电力与裂纹面上电场强度的非线性关系。最终数值模拟了裂纹表面的静电力、扩展位移及电势的分布规律，以及不同因素如裂纹形状、电压载荷等对介电材料界面裂纹断裂的影响。

　　关键词：介电材料，界面裂纹，静电力，边界元法，子区域法

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　　王世博：wangshibo_zzu@163.com

责任编辑：赵泽南

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