薄膜基底结构界面裂纹应力和电场集中因子分析

发布时间：2025-05-07 20:18

　　 为满足工程机械中对薄膜基底结构力学性能的精确评价,基于力电耦合有限元法对垂直于薄膜基底结构间界面裂纹问题进行分析。研究了力电载荷作用下薄膜基底结构裂纹长度、厚度对裂纹尖端附近应力场和电场的影响,并对压电界面裂纹应力集中因子和电场集中因子进行求解。数值算例结果表明:电场强度在裂尖附近靠近薄膜的地方电场集中明显,且薄膜内的电场强度值大于基底内的值;随着界面处裂纹长度的增大,应力分量及电场强度值越大;薄膜与基底厚度比越小,应力分量及电场强度值越大,且变化越来越明显。

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【部分图文】：

图1薄膜基底结构界面内裂纹简化模型Fig.1Asimplifiedmodelofcrackinafilmsubstratestructure表1材料常数

1278应用力学学报第37卷TT=dduuFNtNf(25)T=dφQNp(26)其中：t为面力；f为体力；p为面电荷密度；为积分线边界。4数值算例图1为压电薄膜与基底界面内裂纹的简化模型，2x方向为极化方向，裂纹在薄膜基底界面处，裂纹与界面长度比a∶b=1∶5，厚度比h1∶h2....

本文编号：4043745