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金年会官网对压电板内部裂纹动态扩展的研究取得新进展
发布日期：2025-09-12 阅读量：266
近期，金年会冯文杰教授作为通讯作者，金年会延真老师作为第一作者，在国际权威期刊《Theoretical and Applied Fracture Mechanics》（JCR Q1，Top期刊，中科院1区）上发表题为 “Dynamic growth properties of an internal crack in piezoelectric plates based on the improved mechanical energy release rate criterion”的研究论文。文章研究了压电板内部裂纹在冲击载荷作用下的动态断裂问题，特别关注裂纹在时域内的扩展路径与扩展速度。基于扩展有限元方法、相互作用积分以及Irwin公式，压电板内部裂纹尖端的动态断裂参数得以求解。文章创新地提出并推导了一种改进的机械能释放率判据，用以模拟裂纹动态扩展行为。通过数值算例，本文深入分析了外加力电耦合载荷、结构几何特征以及材料参数对裂纹动态扩展特性的影响。研究表明，较高的机械冲击速度和更集中的冲击区域会增加含裂纹压电结构的失效风险；而适当提高平行于初始裂纹方向的材料断裂韧性，则能够有效提升结构的抗断裂能力。本文所得结论可为压电结构在动态环境中的服役提供理论指导，具有重要的工程实用价值。
图1 论文的图形摘要
图2 压电材料中压电系数对裂纹动态扩展行为的影响
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2025.105131
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