含界面裂纹的压电智能梁断裂分析

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含界 面 裂 纹 的压 电智 能 梁 断 裂分 析
白瑞祥 ， 王亮 ， 陈浩然
（ 大连 理工大学 工业装备结构分析 国家重点 实验 室， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ４ ） 摘
一
要： 针对压 电智能梁界 面裂 纹的应力 和基于能量原理 的断裂行为进 行 了理论 研究 ． 基于 Ｔ ｉ ｍ ｏ ｓ ｈ ｅ ｎ ｋ ｏ 梁 理论 ， 提 出了
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ７ ０ ４ ３ ． ２ ０ １ ２ １ ２ ０ ０ ２
网络出版地址 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｅ ｍ ｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ １ ／ ２ ３ ． １ ３ ９ ０ ． Ｕ ． ２ ０ １ ３ １ １ ０ ８ ． １ ３ １ ５ ． ０ ０ ７ ． ｈ ｔ ｍ ｌ 中图分类号 ： Ｖ ２ １ ４ ． ８ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ０ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － １ ４ ２ ７ — ０ ５
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｂ ｅ ｈａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｉ ａ ｌ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ａ
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模 型考虑 了胶层的影响 ， 其 中胶层采用考虑剥 离和剪切 刚度 的连续 弹簧模
型， 并推导了相应 的控制方程 ， 得到了界面剥离应力 、 剪切应 力和能量释放率的解析解 ， 通过实验和文献结果 比较 证 明了 解 的有效性 ， 通过典型算例分析表 明 ： 裂尖剥离应力和剪切应力 的值处 于同一量级 ， 在预测压 电智能梁界面断裂行 为时 ， 不能忽 略电压作 用下界面剥离应力产生的 Ｉ 型断裂． 关键词 ： 压 电智能梁 ； 界面裂纹 ； 能量 释放 率 ； 胶层 ； 断裂分析
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ＢＡＩ Ｒｕ ｉ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ，Ｗ ＡＮＧ Ｌｉ ａ ｎ ｇ，ＣＨＥＮ Ｈａ ｏ ｒ ａ ｎ
第３ ４卷第 １ １期
２ ０ １ ３年 １ １ 月
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Ｖｅ １ ． ３ ４ Ｎ ｏ ． １ １ Ｎ Ｏ Ｖ ． ２ ０ １ ３
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