含真空邊界擴展裂紋之壓電材料動力破壞分析

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Title:	含真空邊界擴展裂紋之壓電材料動力破壞分析
Other Titles:	Dynamic Fracture Analysis of a Propagating Crack in Piezoelectric Materials-Vacuum Boundary
Authors:	應宜雄
Contributors:	淡江大學航空太空工程學系
Date:	2004
Issue Date:	2009-03-16 16:13:57 (UTC+8)
Abstract:	近年來，壓電材料元件隨著材料開發與製造技術的進步，其應用範圍已十分廣泛，但因為壓電材料大多是由脆性(brittle)物質所構成，故其破壞相關研究實屬非常重要之課題。本計畫延續主持人91 年度所完成之計畫，擬研究內含真空型邊界之壓電擴展裂紋的動力破壞問題，將解析為一內含半無窮長擴展裂紋之六角(hexagonal)壓電材料，於距離裂紋尖端h處之裂紋面受一對反平面動力點載荷與電位移點載荷之暫態效應。計畫運用積分轉換法(integral transform method) 與 Wiener-Hopf 推導壓電材料於拉氏轉換域(Laplace transform domain)中受空間指數「應力分佈型」與「電位移分佈型」之基本解，並利用此兩種基本解來解析此包含特徵長度的壓電材料動力暫態問題，最後並利用Cagniard-de Hoop 方法來做逆轉換得到時域中的解。本計畫擬進行次音速、穿音速與超音速三種裂紋擴展速度之理論解析，並獲得此問題的動力應力強度因子(dynamic stress intensity factor)、動力電位移強度因子(dynamic electric displacement intensity factor)與能量釋放率 (energy release rate)，並將對所推導出的解析解做數值計算，以與文獻中所能得到之無特徵長度之特例問題作進一步比較和詳細討論。
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