《基於接觸區模型電磁雙材料界面裂紋斷裂特性研究》是依託石家莊鐵道大學，由馮文杰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於接觸區模型電磁雙材料界面裂紋斷裂特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馮文杰
- 依託單位：石家莊鐵道大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電磁材料是一種新型磁電轉換材料，因其較高的積效應在智慧型驅動器和換能器中具有巨大套用前景。該類材料製造和使用過程中常含裂紋，因而關於該類材料裂紋問題研究具有重要價值。目前，儘管對電磁材料斷裂力學做了大量工作，但對界面裂紋平面問題的研究剛剛起步，且已有成果都存在振盪奇異性。本項目擬以電磁雙材料為研究對象，從解析、數值模擬和試驗三種途徑分析電磁雙材料在力/電/磁/熱等載荷作用下平面問題的斷裂行為。研究內容包括：將模擬接觸區模型引入電磁材料界面裂紋問題，採用復變數法結合奇異積分方程技術，研究力、電、磁載荷及熱流對界面裂紋斷裂特性的影響；重點探究擴展有限元法在有限尺寸電磁層合結構界面裂紋平面問題中的套用，數值分析含接觸區界面裂紋電磁雙材料的裂尖性態；進行電磁層合板的模型試驗研究。研究的最終目的是根據這些解析、數值分析和試驗結果，得到電磁雙材料界面裂紋模型的合理度，為電磁器件的設計與製造奠定理論基礎。
結題摘要
電磁材料是一種新型磁電轉換材料，因其較高的積效應在智慧型驅動器和換能器中具有巨大套用前景。該類材料製造和使用過程中常含裂紋，因而關於這類材料裂紋問題研究具有重要價值。項目組通過三年的工作，在電磁材料斷裂力學理論，包括含接觸區電磁雙材料、含接觸區電磁材料導電界面裂紋和含預斷裂區界面裂紋平面問題，電磁材料硬幣型和環形界面裂紋軸對稱問題，電磁彈性柱中的硬幣型裂紋問題及壓電壓磁條界面裂紋平面問題等方面取得了系列研究成果。在Pasternak elastic基礎上的電磁彈性板的自由振動和屈曲分析方面取得了突破。另外，在壓電材料波傳播，壓電材料二階非線性本構理論，功能梯度超導材料（斷裂）力學行為方面也取得了新的進展。截止到2014年1月25，已發表SCI收錄論文23篇（包括已錄用的2篇），另發表EI收錄論文2篇。儘管本項目取得大量成果，但限於時間和精力，課題組在XFEM及實驗測試方面還沒有取得實質性突破。項目組成員將在這兩個方面繼續努力，研究成果必將為智慧型驅動器和換能器等設備中的關鍵元器件的設計與製造奠定堅實的理論基礎。
