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Numerical estimation of stress intensity factors in cracked functionally graded piezoelectric materials - A scaled boundary finite element approach

机译：裂纹功能梯度压电材料应力强度因子的数值估算-比例边界有限元法。

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The stress intensity factors and the electrical displacement intensity factor for functionally graded piezoelectric materials (FGPMs) are influenced by: (a) the spatial variation of the mechanical property and (b) the electrical and mechanical boundary conditions. In this work, a semi-analytical technique is proposed to study the fracture parameters of FGPMs subjected to far field traction and electrical boundary conditions. A scaled boundary finite element formulation for the analysis of functionally graded piezoelectric materials is developed. The formulation is linearly complete for uncracked polygons and can capture crack tip singularity for cracked polygons. These salient features enable the computation of the fracture parameters directly from their definition. Numerical examples involving cracks in FGPMs show the accuracy and efficiency of the proposed technique.
机译：功能梯度压电材料（FGPM）的应力强度因子和电位移强度因子受以下因素影响：（a）机械性能的空间变化和（b）电气和机械边界条件。在这项工作中，提出了一种半分析技术来研究FGPM在远场牵引和电边界条件下的断裂参数。开发了用于功能梯度压电材料分析的比例边界有限元公式。该公式对于未破裂的多边形是线性完整的，并且可以捕获破裂的多边形的裂缝尖端奇点。这些显着特征可以直接根据其定义计算断裂参数。涉及FGPM裂纹的数值示例表明了所提出技术的准确性和效率。

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