ENERGY RELEASE RATE CRITERIA FOR PIEZOELECTRIC SOLIDS

机译：压电固体的能量释放率标准

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Analytical solutions for angular distribution of energy release rates at the crack tip in piezoelecrics are successfully obtained and applied to construct two new energy-based criteria, namely modified strain energy release rate criterion and modified total energy release rate criterion. The salient features of the two new criteria include the relaxation of self-similar crack extension assumption and the consideration of fracture toughness anisotropy. In the case of mechanical loading, the two energy-based criteria are found to be nearly equivalent. In the case of electric loading or combined electromechanical loading, the prediction results indicate that the criterion of modified total energy release rate is not suitable. The criterion of strain energy release rate can explain the experimental findings of crack branching under applied electric loading. The complex dependence of crack propagation on the direction of applied electric field, crack orientation with respect to the poling direction and crack branching angle is noted through the criterion of modified strain energy release rate. Coordinated experimental studies are needed to verify the accuracy of theoretical models and play a critical role in future advances of fracture mechanics of piezolectric materials.

机译：成功获得了压电裂纹尖端能量释放速率角度分布的解析解，并将其用于构建两个新的基于能量的准则，即修正的应变能量释放速率准则和修正的总能量释放速率准则。这两个新准则的显着特征包括放宽自相似裂纹扩展假设以及考虑断裂韧性各向异性。在机械负载的情况下，两个基于能量的标准几乎相等。在电负载或机电负载的情况下，预测结果表明，修改后的总能量释放速率的标准不适合。应变能释放速率的标准可以解释在施加电载荷下裂纹分支的实验结果。通过修正应变能释放速率的判据，可以看出裂纹扩展与施加电场方向，裂纹相对于极化方向的取向以及裂纹分支角的复杂关系。需要进行协调的实验研究以验证理论模型的准确性，并在压电材料的断裂力学的未来发展中发挥关键作用。

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来源
《IUTAM Symposium on Dynamics of Advanced Materials and Smart Structures May 20-24, 2002 Yonezawa, Japan》|2002年|p.327-336|共10页
会议地点 Yonezawa(JP)
作者
R.K.N.D. RAJAPAKSE; S.X. XU;
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作者单位

Department of Mechanical Engineering University of British Columbia Vancouver, Canada, V6T 1Z4;

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会议组织
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类电工技术;
关键词

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