復(fù)合材料典型缺陷與螺型位錯的彈性、粘彈性及運動干涉效應(yīng).pdf

1、復(fù)合材料中位錯與夾雜及界面缺陷之間的干涉效應(yīng)問題，是當(dāng)前固體力學(xué)與材料科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿?zé)狳c課題。本文針對復(fù)合材料中典型界面缺陷與位錯的彈性、粘彈性及運動干涉進(jìn)行理論分析，分別研究了圓柱型各向異性材料中螺型位錯與含界面裂紋或界面剛性線圓形夾雜的彈性干涉問題；復(fù)合材料中螺型位錯與含界面裂紋或界面剛性線圓形彈性、壓電夾雜的粘彈性干涉問題；雙相材料中運動螺型位錯與直線界面裂紋或剛性線的彈性干涉問題。 運用復(fù)變函數(shù)解析延拓原理，將上述問

2、題轉(zhuǎn)化為Riemann-Hilbert 邊值問題，結(jié)合復(fù)應(yīng)力函數(shù)奇性主部分析方法、廣義Liouville 定理、Cauchy 型積分和Laplace積分變換法，獲得了上述問題的一般解答。作為特例，求出了界面含一條裂紋或一條剛性線夾雜時基體和夾雜區(qū)域復(fù)勢的封閉形式解；同時導(dǎo)出了界面裂紋和界面剛性線尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的解析表達(dá)式；應(yīng)用擾動技術(shù)，分別導(dǎo)出了相應(yīng)位錯力公式。獲得了應(yīng)力強(qiáng)度因子和位錯力隨材料相關(guān)參數(shù)、裂紋或剛性線長度以及位錯速度的變

3、化規(guī)律。 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料中增強(qiáng)相界面裂紋和界面剛性線夾雜對螺型位錯與夾雜的干涉作用具有強(qiáng)烈的擾動效應(yīng)，當(dāng)界面缺陷達(dá)到一定長度時，裂紋可以導(dǎo)致硬夾雜吸引位錯，剛性線可以導(dǎo)致軟夾雜排斥位錯。在圓柱形各向異性材料中，材料的各向異性性質(zhì)能改變位錯對缺陷尖端奇異應(yīng)力場的屏蔽和反屏蔽效應(yīng)，并且對缺陷附近的位錯吸引－排斥、偶極子旋轉(zhuǎn)機(jī)制產(chǎn)生重大影響；在粘彈性材料中，隨著時間的推移，軟夾雜也可能排斥位錯，位錯力先是快速減小然后變幅趨于平