功能梯度板、壳和压电材料裂纹问题的Williams型解及数值模拟

项目名称： 功能梯度板、壳和压电材料裂纹问题的Williams型解及数值模拟

项目编号： No.11172332

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 戴耀

作者单位： 中国人民解放军装甲兵工程学院

项目金额： 58万元

中文摘要： 众所周知，对于均匀材料，Williams解由于其特征函数的本质而适用一切断裂力学问题，它为数值分析、实验和工程应用奠定了理论基础，对于功能梯度板壳和压电材料，目前尚未有相应的结果。此研究的目的希望将此类型解延伸到功能梯度板、壳和压电材料，主要研究内容是：1、 除常见各种幂函数、指数函数之外，给出其它FGM材料函数的Williams型解；2、建立考虑Reissner效应的FGM板方程并求出其特征函数；3、求出考虑Reissner效应的FGM球壳、柱壳等裂纹问题的特征函数；4、对于FGM压电材料，给出其I、II、III裂纹问题的特征函数；5、采用半解析的线法、任意线法及有限单元法对上述问题的应力强度因子（SIF）进行数值求解；6、探讨不同材料函数对特征函数和SIF的规律性影响，为抗断设计和优化设计提供基础。此研究成果不仅具有重要理论价值，而且具有广阔的工程应用前景，可步入世界该研究领域前沿。

中文关键词： 功能梯度；高阶裂纹尖端场；特征函数；FGM板壳；FGM压电材料

英文摘要：

英文关键词： functionally graded material (FGM)；higher order crack tip fields；eigen-functions；FGM plates and shells；FGM Piezoelectric Material