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智能材料(如压电材料、电致伸缩材料等)及其器件在现代高科技领域具有广泛的应用。与传统的材料相比,智能材料具有独特的优越性。可是,在材料的生产和加工过程中不可避免的会产生各种缺陷,如孔洞、裂纹和孔隙等。当材料受到机械、电、磁、温度等多场载荷作用时,由于缺陷的存在,将引起电场集中与应力集中,导致夹杂裂纹的扩展。另一方面,当缺陷内的电场超过缺陷内的临界击穿电场时,可能导致缺陷内发生放电击穿,产生一系列的放电效应,从而致使材料产生破坏失效。基于复变函数理论和Stroh公式,并利用Paschen定律作为临界放电击穿条件,本文研究了含孔洞和裂纹缺陷的介电材料、压电材料以及电致伸缩材料缺陷内的放电击穿问题,重点分析了缺陷内的电场、放电击穿判据和放电对缺陷的效应等。全文由七章组成,具体各章节的主要内容概括如下:第一章介绍了介电材料、压电材料和电致伸缩材料电致失效的研究现状以及有待进一步探讨的问题。第二章从气体放电形式、放电机理以及放电效应等方面对材料缺陷内的放电击穿做了简要的概述,并基于Paschen定律给出了含有孔隙或裂纹缺陷的介电材料、压电材料和电致伸缩材料缺陷内的临界击穿电场。第三章主要研究了介电材料圆孔内由于放电击穿而产生的热应力问题。在分析过程中,将复杂的放电效应简化为以热效应为主,假设放电前孔洞内所存储的电能全部转化为热能并沿孔周均匀分布,最后得到由于放电释放的热量向材料四周耗散过程中而产生的孔洞放电热应力。第四章分析了含裂纹缺陷的介电材料内的放电击穿以及放电对裂纹产生的效应。基于复势理论并采用半穿透电边界条件给出了裂纹内的电场,与临界击穿电场比较得到了裂纹内的放电击穿判据;考虑电场与放电对裂纹扩展的影响,计算了裂纹的能量释放率。第五章研究了含椭圆孔和裂纹缺陷的压电材料内的放电击穿问题,并从理论上讨论了电场以及缺陷内放电对压电材料断裂的影响。利用Stroh公式给出了椭圆孔和裂纹内的电场,并引入临界击穿电场得到了缺陷内的放电击穿判据。同时,利用能量释放率准则分析了机械载荷、外加电场的正负以及裂纹内介质的介电常数对裂纹扩展的影响。第六章讨论了外加机械载荷、外加电场以及环境与裂纹缺陷内的介电常数对电致伸缩材料内裂纹缺陷放电的影响以及放电产生的效应。利用半穿透电边界条件给出了电致伸缩材料裂纹内电位移的三次方程,进而得到裂纹内的电场,并与临界击穿电场比较得到了裂纹内的放电击穿判据。通过数值计算讨论了外载荷、环境与裂纹缺陷内介电常数对电致伸缩材料内裂纹扩展的影响。最后,在第七章,对全文所做的研究工作做了总结并对未来的工作做了展望。