本文選題：準(zhǔn)晶材料　切入點(diǎn)：接觸問(wèn)題　出處：《寧夏大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：準(zhǔn)晶材料的發(fā)現(xiàn)是80年代凝聚態(tài)物理的重大進(jìn)展之一.獨(dú)特的原子排列結(jié)構(gòu),使得準(zhǔn)晶表現(xiàn)出硬度高、密度低、耐磨、耐蝕、耐氧化等獨(dú)特的性能,成為一種新型的功能材料和結(jié)構(gòu)材料,在眾多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景.接觸問(wèn)題在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中無(wú)處不在,準(zhǔn)晶接觸問(wèn)題的理論和實(shí)驗(yàn)分析可為工程實(shí)際中準(zhǔn)晶材料安全性和可靠性需求提供一些參考依據(jù),對(duì)高品質(zhì)準(zhǔn)晶材料的研究、設(shè)計(jì)、制備及實(shí)驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持,進(jìn)而指導(dǎo)準(zhǔn)晶材料的研發(fā).基于此,本文借助于經(jīng)典平面彈性方法,對(duì)準(zhǔn)晶材料的幾類(lèi)接觸問(wèn)題進(jìn)行了建模和求解,得到了各類(lèi)接觸問(wèn)題物理場(chǎng)場(chǎng)變量的解,并對(duì)部分結(jié)果進(jìn)行了算例分析研究,獲得了一些有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的結(jié)論.本文的第一章簡(jiǎn)要介紹了課題選題背景和意義、準(zhǔn)晶線彈性理論的研究進(jìn)展和接觸問(wèn)題的邊界條件及研究現(xiàn)狀,給出了本文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn).基于一維六方壓電準(zhǔn)晶的格林函數(shù)解和勢(shì)函數(shù)理論,第二章研究了一維六方壓電準(zhǔn)晶的無(wú)摩擦接觸問(wèn)題,求得了平底圓柱、球形和錐形三種剛性絕緣壓頭作用下聲子場(chǎng)、相位子場(chǎng)和電場(chǎng)場(chǎng)變量的解析表達(dá)式.這些解析表達(dá)式都是用初等函數(shù)表示的,可以方便直觀地用來(lái)做算例分析.算例討論了耦合系數(shù)對(duì)外載荷和壓入深度之間關(guān)系的影響,給出了壓頭下方無(wú)量綱化法向場(chǎng)變量的三維圖和分布云圖.利用復(fù)變函數(shù)方法,通過(guò)Riemann-Hilbert邊值問(wèn)題的求解,第三章討論了一維六方準(zhǔn)晶、二維十二次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶和三維二十面體準(zhǔn)晶的有限摩擦接觸問(wèn)題和半平面粘結(jié)接觸問(wèn)題,獲得了平底剛性壓頭作用下應(yīng)力函數(shù)和接觸應(yīng)力的顯式表達(dá)式.算例討論了摩擦系數(shù)和材料參數(shù)對(duì)接觸應(yīng)力大小及分布規(guī)律的影響.除了單個(gè)壓頭的接觸問(wèn)題外,在工程實(shí)際應(yīng)用中還經(jīng)常出現(xiàn)多個(gè)壓頭的接觸現(xiàn)象.如果多個(gè)壓頭呈周期排列,這種現(xiàn)象就可看成是周期接觸問(wèn)題.借鑒經(jīng)典彈性理論中各向異性材料周期接觸問(wèn)題的解法,第四章探討了一維單斜、二維十次和三維二十面體準(zhǔn)晶材料的兩類(lèi)周期接觸問(wèn)題.利用半平面Hilbert核積分公式得到了應(yīng)力函數(shù)和接觸應(yīng)力封閉形式的解.作為應(yīng)用,在有限摩擦周期接觸問(wèn)題中,給出了周期直水平基底、周期直傾斜基底和周期圓基底壓頭作用下接觸應(yīng)力的顯式表達(dá)式；在半平面粘結(jié)周期接觸問(wèn)題中,給出了已知準(zhǔn)晶邊界上作用尖劈形周期位移時(shí)接觸應(yīng)力的表達(dá)式.算例分析了二維十次和三維二十面體準(zhǔn)晶周期接觸問(wèn)題中摩擦系數(shù)和彈性常數(shù)對(duì)接觸應(yīng)力的影響規(guī)律.準(zhǔn)晶的獨(dú)特性質(zhì)使晶體內(nèi)部不可避免的存在裂紋、孔洞等結(jié)構(gòu)缺陷.應(yīng)力強(qiáng)度因子是計(jì)算裂紋擴(kuò)展率、疲勞壽命和剩余強(qiáng)度的重要參數(shù).為了能夠安全充分地利用準(zhǔn)晶材料,準(zhǔn)確確定含裂紋準(zhǔn)晶體的應(yīng)力強(qiáng)度因子具有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義.基于此,本文的第五章利用平面彈性復(fù)變方法研究了帶任意形狀裂紋的二維十次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶和三維二十面體準(zhǔn)晶的無(wú)摩擦接觸問(wèn)題.通過(guò)合理地分拆應(yīng)力函數(shù)和消元的方法,得到了應(yīng)力函數(shù)的封閉解,并給出了裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子和壓頭下方接觸應(yīng)力的分布情況.從接觸應(yīng)力的表達(dá)式可以看出,接觸應(yīng)力在壓頭邊緣具有-1／2階奇異性.本文所得結(jié)論可用來(lái)在實(shí)驗(yàn)中分析聲子場(chǎng)-相位子場(chǎng)耦合特性,給準(zhǔn)晶材料的接觸變形提供重要的力學(xué)參考,為工程中準(zhǔn)晶材料的應(yīng)用提供可靠的理論依據(jù).
[Abstract]:The discovery of quasicrystal materials is one of the major advances in condensed state physics in the 1980s . The unique atomic arrangement structure makes the quasi - crystal display the unique properties of high hardness , low density , wear resistance , corrosion resistance and oxidation resistance .
In this paper , the effect of the contact stress on the contact stress of the quasi - crystal boundary with arbitrary shape is studied by means of plane elastic complex method . The stress intensity factor is the important parameter to calculate the stress intensity factor of crack tip .

【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O343.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 呂和祥;橡皮環(huán)大變形接觸問(wèn)題[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);1986年03期

2 董海，張遠(yuǎn)鵬;接觸問(wèn)題的簡(jiǎn)化方法[J];力學(xué)與實(shí)踐;1995年02期

3 呂和祥，馬莉穎;三維接觸問(wèn)題的擬二維序列解法[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);1996年01期

4 ;機(jī)械科技獎(jiǎng)勵(lì)項(xiàng)目“接觸問(wèn)題的邊界元方法”簡(jiǎn)介[J];太原重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);2000年02期

5 薛隆泉,劉榮昌,王慧武,石瑞真;靜載荷接觸問(wèn)題中材料力學(xué)狀態(tài)的研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2002年10期

6 徐延海,賈麗萍,張建武;基于接觸面幾何的接觸問(wèn)題解法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年10期

7 王建偉,羅寧;有限元法在分析軸承接觸問(wèn)題中的應(yīng)用[J];信陽(yáng)農(nóng)業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào);2004年04期

8 郝偉,張洪,郝永福;有限元法在接觸問(wèn)題中的應(yīng)用[J];機(jī)械管理開(kāi)發(fā);2005年02期

9 姜育松;蘇超;;工程接觸問(wèn)題數(shù)值分析方法[J];水力發(fā)電;2010年04期

10 李定坤;方形簿板與剛性支撐的接觸問(wèn)題[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào);1979年00期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 曹平;;邊界單元分離法解接觸問(wèn)題[A];邊界元法在巖石力學(xué)和工程中應(yīng)用會(huì)議文集[C];1987年

2 溫詩(shī)鑄;朱東;;彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑橢圓接觸問(wèn)題的完全數(shù)值解[A];摩擦學(xué)第三屆全國(guó)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集流體潤(rùn)滑部分（Ⅰ）[C];1982年

3 錢(qián)華山;高玉臣;;橡膠材料大變形接觸問(wèn)題漸近分析及有限元計(jì)算[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

4 邵朋禮;房加志;汪建兵;;關(guān)于結(jié)構(gòu)有限元接觸問(wèn)題的一種解法研究[A];第五屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

5 劉鐵軍;汪越勝;;功能梯度涂層半空間受剛性球形壓頭作用下的完全黏著接觸問(wèn)題[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

6 王守信;彭天國(guó);婁曉鐘;楊忠瑜;;用二次等參元解算工程中的三維接觸問(wèn)題[A];第三屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];1994年

7 譚曉華;亢一瀾;Eann Patterson;;大變形軟材料接觸問(wèn)題的三維實(shí)驗(yàn)觀測(cè)[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

8 王晨暉;肖永浩;;基于多約束圖剖分的沖擊-接觸問(wèn)題區(qū)域分割算法[A];中國(guó)計(jì)算力學(xué)大會(huì)'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計(jì)算力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（SCCM8）論文集[C];2010年

9 王建;錢(qián)若軍;王人鵬;羅濤;;接觸問(wèn)題本構(gòu)模型探討[A];第三屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

10 呂來(lái)清;胡偉平;;銷(xiāo)釘耳片連接件接觸問(wèn)題分析[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 趙雪芬;準(zhǔn)晶材料的接觸問(wèn)題[D];寧夏大學(xué);2016年

2 劉永健;三維彈性體移動(dòng)接觸問(wèn)題的邊界元法研究[D];清華大學(xué);2003年

3 李翠華;三維彈塑性和接觸問(wèn)題的非線性互補(bǔ)方法研究[D];武漢大學(xué);2014年

4 王福軍;沖擊接觸問(wèn)題有限元法并行計(jì)算及其工程應(yīng)用[D];清華大學(xué);2000年

5 劉天祥;宏觀—微觀熱彈塑性粗糙表面接觸問(wèn)題的EFG-FE耦合方法[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

6 張燎軍;水工結(jié)構(gòu)接觸問(wèn)題的力學(xué)模型及其在三峽工程中的應(yīng)用[D];河海大學(xué);2005年

7 王克用;彈性接觸問(wèn)題的雜交Trefftz有限元解法[D];天津大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 許歡;接觸問(wèn)題的等幾何分析理論與算法研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 翟俊輝;多層彈性體接觸問(wèn)題的數(shù)值分析[D];江蘇大學(xué);2006年

3 周躍亭;具裂紋彈性材料接觸問(wèn)題[D];寧夏大學(xué);2004年

4 周家杰;三維彈塑性大變形接觸問(wèn)題的無(wú)網(wǎng)格分析[D];湖南大學(xué);2003年

5 趙萬(wàn)友;接觸問(wèn)題的分析方法研究與工程應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2007年

6 宋慧;梯度材料夾層在圓柱形壓頭作用下的接觸問(wèn)題[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2013年

7 徐科;板片空間結(jié)構(gòu)接觸問(wèn)題定量分析有限元模型的研究[D];東南大學(xué);2004年

8 王麗彪;三維彈性接觸問(wèn)題形狀優(yōu)化及應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2001年

9 周韶園;考慮接觸問(wèn)題時(shí)某型導(dǎo)彈靜動(dòng)特性分析[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

10 趙霞;接觸問(wèn)題的有限元法分析及其工程應(yīng)用[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1671881