本项目基于现代(强瞬变)高温环境中磁电材料安全设计关注的失效破坏性的基础性力学热点,研究含缺陷磁电复合材料热冲击断裂问题。首先,在离散时间域的基础上,充分利用对偶体系保辛、辛正交的优势,发展一种求解多场(完全)耦合时裂纹尖端场的直接方法,考虑惯性效应和应变速率对温度场的影响,构建失效问题的理论求解模型。然后,分析耦合场的动态响应,研究瞬态温度场变化规律,考察缺陷类型的影响,并探讨加热速度和热应力分布之间的关系。最后,针对磁电材料断裂问题实验数据缺乏,和应力奇异项等作为判据的不足,并考虑弹性T应力(非奇异项)可以影响裂纹扩展方向,深入地分析弹性T应力与外加热冲击及电磁场之间的关系,提出以弹性T应力热为出发点的断裂准则。此研究对阐明和理解磁电复合材料热冲击断裂失效机理有重要作用,为复杂环境中服役的材料/结构的优化设计提供理论依据。
英文主题词thereto mechanical coupling;symplectic;analytical solution;fracture;