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复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由不同材料性质的介质沿界面组成一体的材料称为“双材料”。双材料在界面处容易形成裂纹,沿界面存在的裂纹称为界面裂纹。结合材料的破坏往往从结合处或界面附近首先发生的,因此,界面裂纹的应力分析对结合材料的强度和可靠性评价具有重要意义。双材料参数是正交异性界面裂纹断裂分析的重要参数。能够更明显的揭示材料常数对裂纹尖端应力场、位移场的影响变化规律。
本文通过数学分析的方法,得出了三种情况下的双材料参数统一表达式,为正交异性双材料界面裂纹断裂研究提供理论基础;其次,选用不同双材料参数,对应力场在不同方向上的影响规律进行了初步探讨,并利用MATLAB进行了图像模拟,可以得到双材料参数的应力场的影响规律。通过利用复合材料断裂的复变方法,构造特殊的应力函数将复合材料平面断裂问题化为偏微分方程组的边值问题,求解了两组八阶齐次线性方程组,得到了正交异性复合材料裂纹与界面垂直时裂尖的特征方程并对特征值进行了数值分析。其结果为工程设计提供了理论指导,为相关领域的界面断裂理论研究和工程结构抗断裂优化设计提供了理论支持和指导。