復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.pdf

1、復合材料中位錯與夾雜及界面缺陷之間的干涉效應問題，是當前固體力學與材料科學研究領域的前沿熱點課題。本文針對復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。 運用復變函數(shù)解析延拓原理，將上述問

2、題轉化為Riemann-Hilbert 邊值問題，結合復應力函數(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)域復勢的封閉形式解；同時導出了界面裂紋和界面剛性線尖端應力強度因子的解析表達式；應用擾動技術，分別導出了相應位錯力公式。獲得了應力強度因子和位錯力隨材料相關參數(shù)、裂紋或剛性線長度以及位錯速度的變

3、化規(guī)律。 研究結果發(fā)現(xiàn)，復合材料中增強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烈的擾動效應，當界面缺陷達到一定長度時，裂紋可以導致硬夾雜吸引位錯，剛性線可以導致軟夾雜排斥位錯。在圓柱形各向異性材料中，材料的各向異性性質能改變位錯對缺陷尖端奇異應力場的屏蔽和反屏蔽效應，并且對缺陷附近的位錯吸引－排斥、偶極子旋轉機制產(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