界面端应力奇异性及界面应力分布规律研究

界面端应力奇异性及界面应力分布规律研究

均质体裂纹尖端应力奇异性, 界面裂纹尖端应力奇异性和界面端应力奇异性是 3 种最受关注的应力奇异性, 其中以界面端应力奇异性最复杂.界面端应力奇异性随双材料Dundurs常数α和β (材料因素)以及楔形角a和b(几何因素)而变, 包括有3种情况: 即无奇异性, 非常数奇异性和非常数振荡奇异性.双材料界面端应力奇异性的复杂性是建立界面端脱黏判据的困难所在.研究界面端脱黏判据, 除了要了解界面端应力奇异性指数外, 还必须知道界面端附近的界面应力分布情况.采用 Bogy的双材料半平面受集中力问题的梅林变换解, 计算界面端附近的界面应力, 研究其分布规律, 为建立非常数应力奇异性的界面端脱黏判据提供理论参考.根据详尽的计算结果, 可得到界面应力分布有以下几点规律: 在ρ= 1附近, 界面剪应力存在一个极大值; 在ρ= 0.5附近, 界面正应力存在一个极大值; 随着界面端应力奇异性指数λs数值的变化, 界面端点邻域δ的尺度发生从毫米、微米到纳米量级的变化, 这是界面端应力奇异性独特的性质.界面端应力奇异性如何影响界面端的脱黏及其判据, 与界面端点邻域δ的尺度从毫米、微米到纳米量级的变化, 有着怎样的关系, 是一个非常值得关注的新问题.这个问题的焦点是界面端界面脱黏发生点的位置, 是发生在界面端点邻域δ内, 还是在界面剪应力和界面正应力的二个极值点之间.根据双材料半平面受集中力问题的界面应力分布规律, 对界面端界面脱黏发生点的位置, 作了初步的讨论.

作 者： 戴瑛 嵇醒   作者单位： 固体力学教育部重点实验室,同济大学航空航天与力学学院,上海,200092  刊 名： 中国科学G辑  ISTIC PKU 英文刊名： SCIENCE IN CHINA(SERIES G)  年，卷(期)： 2007 37(4)  分类号： O1  关键词： 双材料   界面端   应力奇异性   脱黏判据  

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