一、课题研究的目的意义及国内外研究概况
1. 压电材料的应用现状
随着现代高科技的迅猛发展,智能结构和器件广泛应用于信息技术、新材料技术和航天等高技术领域,并日益显示出其巨大的优越性。众所周知,当发生机械变形时,压电介质中将产生电场;当其受到电场作用时,将会产生机械变形。由于这种独特的力电耦合性质,压电介质广泛用于先进智能结构设计中,如传感器、制动器等。
实际应用中,压电材料一般分为压电晶体、压电纤维、压电陶瓷和压电聚合物等几类。压电陶瓷现已广泛地应用在精密仪器、医疗设备和航空领域中,由其制成的传感器和执行器主要起着精确定位、振动分离和噪声控制的作用。
2. 压电材料面临的问题及课题研究的目的意义
为了达到有效地控制结构的目的,往往要施加大的交变电压,致使压电材料表现出很强的非线性,同时也使压电陶瓷容易发生断裂失效。
建立压电材料的微裂纹萌生、扩展、直至材料破坏的损伤演化过程模型,解释压电材料及其产生破坏的根本原因,为工程设计人员提供一个完整的可靠性分析的理论依据,以便于工程人员的使用和对元器件的优化设计,是研究人员需要解决的工程问题。
3. 国内外研究概况
早期的工作者首先对压电介质的力电耦合的静动力特性以及含缺陷如裂纹、孔洞、夹杂等的压电介质的破坏力学进行了一系列的研究。而自20世纪80年代末至今,随着现代高科技发展的需要,含缺陷压电介质的破坏分析更成为人们关注的焦点,关于这方面的文献层出不穷。