双复合材料结构基底厚度对薄膜裂纹的影响

作者

王建国刘宝良毕贤顺
单位

黑龙江科技学院数力系黑龙江科技学院数力系哈尔滨150027
摘要

针对薄膜-基体双复合材料结构的薄膜裂纹问题,研究了薄膜材料的力学行为,进行了裂纹垂直于薄膜与基底交界面,且尖端未达到交界面情形下问题的分析。基于Beuth理论,把模型简化为平面应变问题,并通过有限元分析程序评价了具有裂纹的薄膜-基底双复合材料结构的断裂机理,得到了薄膜与基底不同的弹性错配及薄膜与基底的不同的厚度比率,对薄膜裂纹应力强度因子的影响。结果表明:随着hs/hf的减小,应力强度有很大幅度的提高,当hs/hf≥10时,基底的厚度对薄膜裂纹的影响较小,可以忽略不计;当薄膜-基底结构退化为单一材料时,应力强度因数趋向于1。
关键词

裂纹薄膜-基底结构应力强度因子有限元方法
基金项目(Foundation)

黑龙江省教育厅科学技术研究资助项目(11521245)；
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