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正交各向异性功能梯度材料反平面断裂力学分析

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隋中合 李俊林

太原科技大学应用科学学院,太原030024

太原科技大学学报
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国际标准刊号:ISSN 1673-2057
国内统一刊号:CN 14-1330

摘  要:

研究了无限大正交各向异性功能梯度材料含有限长Griffith裂纹受反平面剪切载荷的力学问题.假设剪切模量沿着梯度方向都按双曲函数变化,采用积分变换-对偶积分方程方法,求得了裂纹尖端应力场和应力强度因子,并研究了材料不均匀参数对应力强度因子的影响。结果显示通过增加垂直于裂纹面方向的剪切模量可以抑制裂纹扩展驱动力。[著者文摘]

FGM)由于其材料参数在梯度方向上连续变化,从而能够有效地消除传统复合材料中材料参数在界面的不匹配问题。进而能够用来有效地消除热应力和残余应力,大大缓解应力集中。在航空航天等尖端领域有广阔的应用前景.从应用力学的观点来看,功能梯度材料是非均匀体,且其材料不均匀性对材料的力学性能有很大影响.目前,大多数关于功能梯度材料的研究工作都集中于各向同性体,但事实上功能梯度材料很少是各向同性的¨]。近年来,已有学者对正交异性功能梯度材料的反平面问题进行了研究。如文献[2]中采用了:(z)= o I z I (m >0),(z)= o(C+I z I) (C≠0) 模型;文献[3]中采用了(z)= 。(1+C I z I)和(z)= 。exp(‘yy)模型;文献[4]中采用(z)= 。(1+ I zI) 模型。本文采用双曲函数模型进行了研究.1 材料物性参数模型研究如图1所示的无限大功能梯度材料板。
Journal of Taiyuan University of Science and Technology

栏目信息:

基础科学

分 类 号:

O346.1

文献标识码:

A

文章编号:

1673-2057(2007)04-0321-04

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[参考文献]

Antiplane Fracture Mechanical Analysis of Ⅲ Mode Crack in Orthotropic Functionally Graded Materials

SUI Zhong-he, LI Jun-lin ( Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China)

Abstract:

The mechanics problem of Griffith is studied of an unbounded orthotropic functionally graded materials with finite length crack subjected to antiplane shear impact. The shear moduli in two directions were assumed to vary in terms with hyperbolic function. By using integral transformation and dual integral equations, the stress field and stress intensity factor were obtained. And the influence of material asymmetry parameter on stress intensity factor was analized. The results show that increasing shear moduli's gradient of FGM can restrain the driving force of crack expanding.[著者文摘]

Key words:

orthotropic, functionally graded materials, hyperbolic function, dual integral equation, stress intensityfactor

收稿日期: 2006-11-06

基金资助:

山西省高校科技开发项目(200455,200513)

作者简介:

隋中合(1971-),男,硕士研究生,研究方向为偏微分方程及其应用。

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