Transient dynamic interface crack analysis in magnetoelectroelastic bi-materials by a time-domain BEM
Transient dynamic interface crack analysis in magnetoelectroelastic bi-materials by a time-domain BEM
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时域边界元法分析磁电弹性双材料瞬态动态界面裂纹
DOI：
10.1016/j.euromechsol.2014.07.010
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Tinh Quoc Bui
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jun Lei;Chuanzeng Zhang;Tinh Quoc Bui
本文旨在深入研究在磁机电联合冲击载荷作用下，极化方向、体积分数和复合加载参数对二维、分段均匀和磁电弹性双材料界面裂纹尖端动态场强度因子的影响。为此，采用了时间域边界元方法(BEM)和子域技术。本文提出的时间域边界元采用求积公式进行时间离散，采用配置法进行空间离散。在界面裂纹尖端采用二次四分之一点单元。提出了确定界面裂纹尖端应力场、电位移和磁感应强度因子的显式位移外推公式。给出了不同极化方向、不同体积分数和不同组合加载参数下的数值算例，并进行了讨论。基于这些数值结果，对不同材料和载荷组合对动态场强度因子的影响得出了一些有益的结论。
This paper aims to gain a deeper insight into the effects of the poling directions, the volume fractions and the combined loading parameters on the dynamic field intensity factors at the interfacial crack-tips in two dimensional, piecewise homogeneous and magnetoelectroelastic composite bi-materials under the combined magnetoelectromechanical impact loadings. For this purpose, a time-domain boundary element method (BEM) together with the sub-domain technique is applied. The present time-domain BEM uses a quadrature formula for the temporal discretization to approximate the convolution integrals and a collocation method for the spatial discretization. Quadratic quarter-point elements are implemented at the interfacial crack-tips. An explicit displacement extrapolating formula is proposed to determine the dynamic field intensity factors of stresses, electrical displacements and magnetic inductions at the interfacial crack-tips. Numerical examples for different poling directions, different volume fractions and different combined loading parameters are presented and discussed. Based on these numerical results, some useful conclusions are drawn on the effects of various material and loading combinations on the dynamic field intensity factors.
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