【摘 要】
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随着材料科学的发展,局部非均匀材料(例如功能梯度材料、三维编织复合材料等由于增强颗粒或增强纤维引起的局部材料非均匀分布的材料)越来越多地出现在各个重要工业应用领域
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随着材料科学的发展,局部非均匀材料(例如功能梯度材料、三维编织复合材料等由于增强颗粒或增强纤维引起的局部材料非均匀分布的材料)越来越多地出现在各个重要工业应用领域。特别是功能梯度材料和三维编织复合材料这类局部非均匀材料在航空航天领域具有重大应用价值。因此,与这类材料相适应的断裂力学评价方法研究成为这类材料得以可靠应用的必要保证。与此同时,在非均匀材料的断裂力学分析中,复杂裂纹问题往往要依靠数值模拟方法进行分析。由于非均匀材料的裂尖周围往往伴随着各种形式的界面,使得传统裂纹尖端特征量的提取方法变得效率很低甚至失效。本文针对非均匀材料的典型特征,开展了基于交互作用能量积分的热机械断裂力学方法研究。首先针对机械载荷作用下含界面非均匀材料给出了具有积分区域无关性的交互作用能量积分。在此基础上针对具有一般热机械属性非均匀材料提出了具有积分区域无关性的交互作用能量积分方法,并利用典型算例考察了该方法的有效性。通过把所提出的交互作用能量积分方法与有限元方法相结合,使得该方法能够有效和高效地分析含复杂界面非均匀材料的裂纹问题。
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