基于分层法功能梯度压电材料单裂纹的受力分析

论文摘要

功能梯度压电材料是材料属性连续变化,各向异性的力电耦合材料。基于功能梯度压电材料的本构关系、几何关系和边界条件,利用软件ABAQUS建立了通用有限元模型。采用分层法进行材料的梯度仿真模拟,求解出含单裂纹的功能梯度压电材料板的断裂力学问题,表明功能梯度压电材料能够缓解材料的应力集中。详细讨论了当功能梯度参数增大时,裂纹周围应力变大;椭圆形裂纹应力集中程度要大于圆形裂纹;裂纹几何尺寸越小,裂纹周围应力越大,结构更加容易破坏。在今后功能梯度材料结构设计中,功能梯度参数不应太大,同时结构中应当避免出现尖锐的拐点或者微裂纹的出现,这对功能梯度压电材料结构设计及其实际应用起到了借鉴作用。

论文目录

• 0 引言
• 1 功能梯度压电材料基本方程
• 2 建模仿真分析
• 3 不同参数的数值结果分析
•   3.1 不同功能梯度参数的圆形裂纹
•   3.2 β=0.05时,不同半径的圆形裂纹
•   3.3 不同功能梯度参数的椭圆形裂纹
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 朱帅,刘海涛

关键词: 功能梯度压电材料,分层法,单裂纹,断裂力学

来源: 燕山大学学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 力学,材料科学

单位: 河北工业大学机械工程学院

基金: 河北省优秀青年科学基金资助项目(A2017202107),河北省高等学校青年拔尖人才计划项目(BJ2016014)

分类号: TB34;O346.1

页码: 525-530

总页数: 6

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