在动态负载下对压电双材料的界面裂纹进行研究
Yani Zhang1, Junlin Li1, Xiangyu Li2
1School of Applied Science, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China.
这项研究分析了压电双材料中的动态裂传播,发现了裂长度和时间冲击断裂行为. 一个随机森林模型准确地预测工程应用的压力强度因子.
科学领域:
- 固体力学 固体力学是什么
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 断裂力学 断裂力学 断裂力学
背景情况:
- 工程应用需要了解材料强度和动态断裂.
- 压电双材料在动态负载下表现出复杂的行为.
- 在异性质材料中的界面裂带来了独特的挑战.
研究的目的:
- 在压电双材料中的直角异型接口裂中分析动态裂传播.
- 确定裂纹尖端的应力和电位移强度因子.
- 使用先进的建模技术预测断裂行为.
主要方法:
- 拉普拉斯和里埃转换将治理方程转换为单一的整方程.
- 切比舍夫点法和拉普拉斯反向来解决强度因子.
- 响应表面方法和随机森林建模用于预测和分析.
主要成果:
- 裂长度与无维函数正相关,表明较长的裂增加了应力.
- 较小的弹性参数通常会导致更小的无维动态应力强度因子.
- 撞击时间影响动态裂传播,无维函数达到峰值,然后汇聚到静态值.
结论:
- 这项研究提供了对压电双材料动态断裂机制的见解.
- 确定了最大化压力强度的最佳参数值.
- 随机森林模型在工程应用中显示出高预测精度 (R2=0.9886).
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