含圆形夹杂裂纹间的相互作用研究

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复合材料是21世纪迅速发展的材料之一,对其开发与研究将是科技工作者义不容辞的责任。混凝土是世界上应用最广泛,用量最多的人造建筑材料。随着时代的发展,人们又根据不同的性能要求在其间掺入其它各种各样的夹杂相,含夹杂相混凝土的效能比一般混凝土更佳,也得到了广泛的应用和发展。而混凝土的裂纹、裂缝问题一直是人们比较关注的。因此对含有夹杂的基体裂纹的研究成为可能。 等效夹杂理论一直是处理夹杂问题的重要途径。本文第二章对此理论进行了一些介绍。而第三章将采用此理论,对圆形微元夹杂的问题进行进一步推导,得出含有圆形微元夹杂的基体的应力场的表达式,并用数值模拟进行验证,在该表达式中,只要知道无夹杂存在时基体的位移场就可,其它参量利用基体和夹杂的材料参数就可求得,为含有此类夹杂的基体应力场的计算提供了便利。第四章利用第三章得出的结果推导了含单个圆形微元异性夹杂和两条裂纹的基体,当一条裂纹分别承受法向张力和切向力(即Ⅰ型问题和Ⅱ型问题)时,对另一裂纹的影响,并考虑了夹杂的弹性常数及裂纹间的位置对这种作用的影响,结果是夹杂的弹性模量逐步增加(基体的弹性模量保持不变)时,裂纹1对裂纹2的作用Ⅰ型问题中逐步减弱,而Ⅱ型问题中并没有明显的变化;随着θ角(即两条裂纹中心点的连线与x轴之间的夹角)的增大,裂纹1对裂纹2的作用在Ⅰ型问题中逐步增强,Ⅱ型问题逐渐减弱;最后将无夹杂存在时的裂纹1对裂纹2的作用与有夹杂存在的情况对比,得到夹杂的存在对裂纹之间的作用有减弱作用。
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