Аналіз руйнування та ефекти екранування в п’єзомагнітних матеріалах

Abstract

У цій роботі розглянуто кілька випадків, включаючи антиплоські проблеми для непроникних і проникних тріщин у магніто-електропружних матеріалах, а також деформацію багатошарового п’єзоелектричного композиту з періодичними міжфазними тріщинами під дією магнітних або електричних полів. Значна увага приділяється вивченню руйнувань поблизу вершини тріщини та ефекту екранування вершини тріщини, який пом’якшує ріст тріщини та зменшує загальну інтенсивність напруження, зрештою запобігаючи появі тріщин. Чисельна реалізація, що враховує п’єзомагнітні властивості, геометрію тріщини та умови навантаження, є важливою в цьому дослідженні, особливо в контексті розробки нанотехнологій для магнітоелектричних композитів This paper discusses several problem scenarios, including anti-plane problems for impermeable and permeable cracks in magneto-electroelastic materials, as well as the deformation of a multilayer piezoelectric composite with periodic interfacial cracks under magnetic or electric fields. In particular, considerable attention is drawn to the study of fractures in piezomagnetic materials near the crack tip and the crack tip shielding effect, which softens crack growth and reduces overall stress intensity, ultimately preventing propagation cracks. Numerical implementation accounting for piezomagnetic properties, crack geometry, and loading conditions proves valuable in this study, especially in the context of developing nanotechnologies for magnetoelectric composites