螺型位錯偶極子與雙相材料界面缺陷的彈性干涉.pdf

1、復(fù)合材料中位錯與夾雜及內(nèi)部缺陷之間的干涉問題，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(diǎn)課題。本文首次對位錯偶極子與直線界面缺陷以及圓形夾雜界面缺陷的彈性干涉進(jìn)行了研究，解決了螺型位錯偶極子與含界面裂紋或界面剛性線夾雜的彈性干涉問題。 運(yùn)用復(fù)變函數(shù)解析延拓原理，將上述問題轉(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 型積分和留數(shù)定理，獲得了上述問題的一

2、般解答。作為特例，求出了界面含一條裂紋或剛性線夾雜時的封閉形式解；同時計算了界面裂紋和剛性線尖端應(yīng)力和應(yīng)力強(qiáng)度因子。應(yīng)用擾動技術(shù)，導(dǎo)出了作用于偶極子中心的位錯力和位錯力矩的顯式表達(dá)式；并討論了應(yīng)力強(qiáng)度因子、位錯力和位錯力矩隨材料相關(guān)參數(shù)，裂紋或剛性線長度的變化規(guī)律。 分析結(jié)果表明，界面裂紋和剛性線夾雜對螺型位錯偶極子與夾雜的干涉作用具有強(qiáng)烈的擾動效應(yīng)。當(dāng)界面裂紋達(dá)到一定弧度時，可以將硬夾雜對位錯偶極子的排斥作用改變?yōu)槲?；?dāng)剛性

3、線夾雜達(dá)到一定弧度時，不但可以將軟夾雜對位錯偶極子的吸引改變?yōu)榕懦猓部梢愿淖冘浕w對位錯偶極子的作用性質(zhì)。位錯偶極子對應(yīng)力強(qiáng)度因子具有很強(qiáng)的屏蔽或反屏蔽效應(yīng)；硬夾雜排斥位錯偶極子，而裂紋吸引位錯偶極子，在一定條件下，二者的組合可能導(dǎo)致裂紋附近出現(xiàn)無位錯區(qū)；當(dāng)缺陷的長度和材料剪切模量比達(dá)到臨界值時，可以改變偶極子和界面之間的干涉機(jī)理；材料的各向異性性質(zhì)可以增強(qiáng)界面裂紋對位錯偶極子的吸引，而削弱界面剛性線對位錯力的排斥。位錯偶極子平衡位置