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压电陶瓷裂尖力电热耦合作用对剩余强度的影响

批准号10172036 学科分类损伤与断裂力学 ( A020302 )
项目负责人胡元太 负责人职称教授 依托单位华中科技大学
资助金额18.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2002 年 01 月 01 日 至
2004 年 12 月 31 日
中文主题词压电陶瓷. 多尺度非线性区域. 剩余强度
英文主题词piezoelectric ceramics . multi-scale nonlinear regions . res

摘要

中文摘要 研究高频交流电载荷作用下压电陶瓷断裂的尺度非线性过程区模型,研究相应的非线性材料常数和非线性本构关系的实验确定,充分考虑多尺度过程区内的力电热耦合作用及其对材料损伤和演化规律的影响,分析断裂的起因和机理;结合实验研究,建立合理的破坏准则,揭示区域尺寸、耦合作用及力电损伤等对剩余强度的影响规律,进行实验验证。
英文摘要
结题摘要 引入力、电损伤变量,建立了分析压电陶瓷损伤断裂的理论模型。通过大量的计算,讨论了诸多因素对损伤演化的影响规律,如裂纹的形状与尺寸、外载型式、材料类型、热效应和电场梯度等。然后以此为基础,建立了恰当的关于压电断裂破坏的判定准则。并将结果与已有的实验相比较,两者非常吻合。同时,还分析了压电智能结构中的力学问题,包括相似电路、层间应力集中以及被控主体对压电元件性能的影响等。 另外,随着国际压电领域研究热点的不断变化,本研究也适当增加了新内容:(1)环境因素作用下,电弹性结构的屈曲与频率漂移。(2)偏场作用下,电弹性介质中的体波与面波传播特征及其在测定压电陶瓷非线性材料系数方面的应用研究。发现较大偏电场能使得电致伸缩材料内存在Bleustein波。这些对压电器件的设计和应用非常有意义;(3)压电隔物充电技术和现代换能器技术中的无线供能问题等。在这些研究方面都已取得了比较满意的成果。 3年执行期内,已发表论文24 篇,其中国际期刊17 篇,国内3篇,国际会议4篇,13篇被SCI收录,2篇被EI收录。培养和在读研究生8名。已经圆满完成了预期目标。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Surface waves in electroelastic materials under biasing fields 期刊 Yuantai Hu|Jiashi Yang|Qing Jiang|
2 压电薄板板边导电裂纹尖端的力电场分析 期刊 杨新华|陈传尧|胡元太|李国清|
3 Wave Propagation in Electrostrictive Materials under Biasing Fields 期刊 Yuantai Hu|Jiashi Yang|Qing Jiang|
4 Damage extension forces and piezoelectric fracture criteria 期刊 Xinhua Yang|Liang Dong|Chuanyao Chen|
5 Equivalent electric circuits of thin plates with two-dimensional piezoelectric actuators 期刊 Guo-Qing Li|Chen Chuan-Yao|Hu Yuan-Tai|

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