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含两条共线贯穿裂纹的应变相关表面应力纳米板的弯曲。 (英语) Zbl 1528.74065号

小结:分析了具有表面应力的柔性纳米板中两条等长穿透共线裂纹的弯曲断裂问题。利用基尔霍夫薄板理论和表面弹性理论,给出了一个关于弯矩、扭矩和剪力的混合边值问题,并用傅里叶积分变换进行了求解。对于每种情况,都得到了奇异积分方程,对于恒载情况,以闭合形式确定了解析解。精确的奇异弹性场,包括每种情况下沿裂纹线的力矩、有效剪切力和体积应力分量,均以完整的椭圆积分表示。平面内应力的应力强度因子表现出一种常见的平方反比奇异性,并取决于表面和大块材料的特性,而反平面剪切应力和有效剪切力的强度因子承认一种奇异性,即距最近裂纹尖端的距离。用图形说明了材料特性和两个裂纹之间的间距对断裂参数的影响。具有正材料特性的表面相对裂纹扩展具有屏蔽作用,而具有负材料特性的表层相对裂纹增长具有反屏蔽作用。

理学硕士:

74K20型 盘子
74兰特 脆性断裂
74G70型 固体力学中的应力集中奇点
74M25型 固体微观力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Choi,S。;Lee,H。;加法里(Ghaffari,R.)。;Hyeon,T。;Kim,D-H,与纳米材料集成的柔性和可拉伸生物电子器件的最新进展,Adv Mater,28,22,4203-4218(2016)
[2] 王,C。;Xia,K。;Wang,H。;X·梁。;尹,Z。;Zhang,Y.,《用于柔性和可穿戴电子的先进碳材料》,Adv Mater,31,9,1801072(2018)
[3] 王,M。;张,R。;伊利克·R。;阿克苏,V。;Liu,Y.,使用热不变应变工程实现纳米机械谐振器的频率稳定,Nano Lett,20,5,3050-3057(2020)
[4] Makowski,法学博士;Talghader,JJ,《具有原子分辨率的表面异质结构纳米机械驱动器》,《应用物理学快报》,90,18,183111(2007)
[5] 科恩·塔努吉,D。;Grossman,JC,纳米多孔石墨烯作为脱盐膜的机械强度,Nano Lett,14,11,6171-6178(2014)
[6] Tsuchiya,T。;Tabata,O。;坂田,J。;Taga,Y.,表面微加工多晶硅薄膜拉伸强度的试样尺寸效应,微电子机械系统杂志,7,1,106-113(1998)
[7] Lachut,MJ;Sader,JE,表面应力对悬臂板刚度的影响,Phys Rev Lett,99,20(2007)
[8] 平移,AF;Wang,WJ;梅,XS;郑,BX;Yanstate,ZX,商业纯钛在纳秒激光辐照下的裂纹生长行为,以形成纳米结构覆盖的微结构(小于5μm),应用表面科学,387,30,1046-1053(2016)
[9] Benzaid,R。;谢瓦利埃,J。;萨达维,M。;范托齐,G。;Nawa,M。;洛杉矶迪亚兹;Torrecillas,R.,医用氧化铈稳定氧化锆-氧化铝纳米复合材料的断裂韧性、强度和缓慢裂纹扩展,生物材料,29,27,3636-3641(2008)
[10] 杨,F。;丹麦塔加特;彭纳,RM,《使用抗断裂的单个钯纳米线快速灵敏氢气检测》,Nano-Lett,9,5,2177-2182(2009)
[11] 金,D-H;Kim,Y-S;吴杰。;刘,Z。;宋,J。;Kim,H-S;黄,YY;Hwang,K-C;罗杰斯,JA,《织物、乙烯基、皮革和纸张上的高性能电子器件用带应变隔离层和网格布局的超薄硅电路》,Adv Mater,21,36,3703-3707(2009)
[12] 卓,XR;金,JH;Beom,HG,单晶Al-nanoplate中裂纹扩展阻力的原子研究,J Mater Res,31,9,1185-1192(2016)
[13] Baetens,T。;Pallecchi,E。;托米,V。;Arscott,S.,用于柔性微系统和电子器件的PDMS上可挤压和可拉伸金属薄膜的开裂效应,Sci Rep,89492(2018)
[14] 罗杰斯,JA;Someya,T。;黄毅,可拉伸电子材料与力学,科学,32759731603-1607(2010)
[15] 胡,Z-L;肯塔基州李;Li,X-F,具有表面效应的弹性薄膜中的裂纹,国际工程科学杂志,123,158-173(2018)·Zbl 1423.74827号
[16] 胡,Z-L;Yang,Y。;Li,X-F,含有厚度穿透裂纹的表面弹性超薄板的弯曲断裂,国际固体结构杂志,226-227(2021)
[17] 胡,Z-L;Yang,Y。;Li,X-F,具有表面弹性的薄纳米板中刚性线夹杂物诱导的奇异弹性场,国际机械科学杂志,198106386(2021)
[18] 胡,Z-L;Yang,Y。;Li,X-F,弯曲过程中粘附在微/纳米板上的刚性线引起的奇异弹性场,应用数学模型,108,567-584(2022)·Zbl 1503.74074号
[19] Knowles,JK;Wang,N-M,关于含有裂纹的弹性板的弯曲,数学物理杂志,39,1-4223-236(1960)·Zbl 0098.38503号
[20] Sih,GC;巴黎,PC;Erdogan,F.,《裂纹尖端,平面延伸和板弯曲问题的应力强度因子》,《应用力学杂志》,29,2,306-312(1962)
[21] 森德,AT;Hui,C-Y,板弯曲和剪切问题的应力强度因子,应用力学杂志,61,3,719-722(1994)·Zbl 0825.73310号
[22] 杨,MJ;Sun,CT,承受非平面撕裂载荷的裂纹板,国际分形杂志,60,1,1-18(1993)
[23] 祖西尼,A。;许,CY;Zehnder,AT,《薄裂纹板弯曲、剪切和扭转时的裂纹尖端应力场:板理论和三维弹性理论解的比较》,《国际分形杂志》,104,4,387-407(2000)
[24] 刘,CT;江春平,《板壳断裂力学》(2014),阿灵顿:国家军工出版社,阿灵敦
[25] 南塔库马,SS;Lahmer,T。;庄,XY;Zi,G。;Rabczuk,T.,《在压电结构中使用正则化水平集方法检测材料界面》,Inv Prob Sci Eng,24,1,153-176(2016)
[26] Anitescu,C。;阿托什琴科,E。;阿拉伊兰,N。;Rabczuk,T.,用于求解二阶边值问题的人工神经网络方法,Comput Mater Cont,59,1,345-359(2019)
[27] Shiue,S-T;张,T-Y;Lee,S.,不同长度的边位错和两个共线裂纹的弹性分析,国际分形杂志,68,4,333-350(1995)
[28] Li,XF,具有两条共线裂纹且垂直于压电条边界的压电条的闭合解,《欧洲机械与固体杂志》,21,6,981-989(2002)·Zbl 1025.74012号
[29] 周,Z-G;Wu,L-Z;Du,S-Y,压电材料中两个i型共线裂纹的非局部理论解,Mech Adv Mater Struct,14,3,191-201(2007)
[30] Chang博士。;Kotusov,A.,任意厚度板中两个共线裂纹的条带屈服模型,《国际分形杂志》,176,1,39-47(2012)
[31] 巴加瓦,RR;Jangid,K。;Verma,PR,《弱化压电板的两个半渗透等共线裂纹:使用复变技术的研究》,Z Angew Math Mech,95,1,66-76(2015)·Zbl 1322.74061号
[32] 马萨诸塞州古尔丁;Murdoch,AI,弹性材料表面的连续体理论,《拱比力学分析》,57,4,291-323(1975)·Zbl 0326.73001号
[33] 王,X。;Schiavone,P.,边缘位错与表面弹性裂纹之间的相互作用,《应用力学杂志》,82,2,021006(2015)
[34] Muskhelishvili I,Nikola,Radok JRM(2008)《奇异积分方程:函数理论的边界问题及其在数学物理中的应用》。Courier公司
[35] 皮什肯纳里,HN;Yousefi,FS;Taghibakhshi,A.,《FCC金属表面性质和弹性常数的测定:薄膜和体尺度下不同EAM电位的比较》,Mater Res Express,6,1(2018)
[36] 密勒,RE;谢诺伊,VB,纳米结构元件的尺寸依赖性弹性特性,纳米技术,11,3,139-147(2000)
[37] 谢诺伊,VB,金属fcc晶体表面弹性性质的原子计算,《物理评论B》,71,9(2005)
[38] 米·C。;S·6月。;库里斯,DA;Kim,SY,非相干金属双层界面弹性特性的原子计算,Phys Rev B,77,7(2008)
[39] Ho,DT;公园,S-D;Kwon,S-Y;帕克,K。;Kim,SY,金属纳米板中的负泊松比,Nat Commun,53255(2014)
[40] Ayatollahi,MR;Shadlou,S。;Shokrieh,MM,环氧树脂/多壁碳纳米管纳米复合材料在弯曲和剪切载荷条件下的断裂韧性,Mater Des,32,4,2115-2124(2011)
[41] Castellanosgomez,A。;普特,M。;斯蒂尔,佐治亚州;Der Zant,HSJV;阿格拉特,N。;Rubiobollinger,G.,自由悬浮MoS2纳米片的弹性特性,Adv Mater,24,6,772-775(2012)
[42] 阿拉斯加州斯利瓦斯塔瓦;古普塔,V。;耶拉马利,CS;Singh,A.,《通过纤维上的石墨烯纳米塑料涂层增强碳纤维环氧复合材料的弯曲强度》,《合成B部分》,179(2019)
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