椭圆裂纹闭合解

声子-相位子-电全耦合

首次给出二维六方压电准晶体中椭圆裂纹在均匀声子-相位子-电场载荷下的全场与裂纹面闭合解析解，为压电器件优化与结构健康监测提供理论依据。

李源 · Sijing, Chen · 吴贵军 · 赵明皞 · 任景莉

Engineering Fracture Mechanics 2025

技术优势

闭合解首次给出

首次推导出椭圆裂纹在均匀声子-相位子-电场载荷下的闭合解析解，可直接用于计算。

断裂参数齐全

获得了裂纹面上的扩展位移不连续量和扩展应力强度因子，满足断裂评估需求。

退化验证通过

在偏心率为零的极限情况下，所有推导结果能退化为硬币形裂纹解，验证了方法正确性。

覆盖三种断裂模式

边界积分微分方程系统地涵盖了I、II、III型三种断裂模式。

应用场景

• 压电器件优化：用解析公式快速计算裂纹断裂参数，优化器件抗断裂设计。
• 结构健康监测：为裂纹扩展评估提供理论基准，辅助监测结构完整性。
• 多场耦合断裂分析：解析解揭示声子-相位子-电耦合场分布，可校验数值方法。