The influence of the interface stress on the interaction between an edge dislocation and a circular nanoscale inhomogeneity is investigated. The explicit solutions are given for stress fields and the image force acting on the edge dislocation. The impact of interface properties and the size of the inhomogeneity on the glide/climb force are evaluated. The results show that the local hardening and softening effects at the interface of the nanoscale inhomogeneity due to the interface stress are remarkable and an additional repulsive/attractive force acting on the dislocation is produced. The normalized glide/climb force increases (decreases) with the decrease of the radius of the inhomogeneity, and the size dependence becomes significant when the radius of the inhomogeneity is reduced to the nanometer scale which differs from the size-independent classical solutions. For some cases, the glide/climb of the edge dislocation near the nanoinhomogeneity may be more difficult because more equilibrium locations are present.

This paper attempts to investigate the problem for the electro-elastic interaction between a piezoelectric moving dislocation and interfacial collinear rigid lines under combined longitudinal shear and in-plane electric field. Using Riemann–Schwarz’s symmetry principle integrated with the analysis singularity of complex functions, we present the general elastic solution of this problem and the closed form solution for interface containing single rigid line. The expressions of electro-elastic fields and image force acting on moving dislocation are derived explicitly. The results show that the velocity of moving dislocation has significant effect on the image force. The present solutions contain previously known results as the special cases.

assung: Dieser Artikel untersucht das Problem der Wechselwirkung einer Schraubenversetzung und einer piezoelektrischen, zirkularen Inhomogenitat mit den Rissen an der Grenzflache in einer viskoelastischen Matrix. Mit Hilfe der Laplace-Transformation finden wir, dass das viskoelastische Problem zuerst auf ein entsprechendes elastisches Problem reduziert werden kann. Nach der Losung des entsprechenden elastischen Problems mit Hilfe der Methode der komplexen Funktion wird die Losung des viskoelastischen Problems durch eine inverse Laplace Transformation erhalten. Die Viskoelastizitat des Materials wird durch eine Kombination aus Federn und Dampfern modelliert. Insbesondere wird die Randwertaufgabe des linearen Standard-Festkorpermodells analytisch gelost. Die analytischen Ergebnisse zeigen, dass die Kraft, die auf die Versetzung wirkt, von den piezoelektrischen Eigenschaften der Inhomogenitat und des Risses an der Grenzflache abhangen, und dass der Betrag der Kraft mit zunehmender Zeit einem konstanten Wert zustrebt. Jedoch kann die Viskoelastizitat nicht die Gleichgewichtsposition der Versetzung verandern. Die Ergebnisse, die in diesem Artikel prasentiert werden, stimmen mit früheren Resultaten von Spezialfallen überein. Résumé: Cet article tente d’investiguer le problème de l’interaction entre une dislocation vis et une inhomogénéité circulaire piézoélectrique avec des fractures d’interface dans une matrice viscoélastique. En utilisant la méthode de la transformée de Laplace, on trouve que le problème viscoélastique est d’abord réduit à un problème élastique qui lui est associé. Après avoir résolu le problème élastique associé au moyen d’une méthode de function complexe, la solution du problème viscoélastique est obtenue en utilisant la transformée de Laplace inverse. La viscoélasticité du matériau est modélisée par la combinaison de ressorts et d’amortisseurs. En particulier, le problème de la valeur frontière pour un modèle de solide linéaire standard est résolu analytiquement. Les résultats analytiques montrent que la force agissant sur la dislocation dépend des propriétés piézoélectriques de l’inhomogénéité et de la fracture interfaciale. L’amplitude de la force évolue vers une valeur constante au cours du temps. Cependant la viscoélasticité du matériau ne peut altérer la position d’équilibre de la dislocation. Les résultats présentés dans cet article sont en accord avec la solution antérieure dans des cas particuliers.

The electroelastic interaction of a piezoelectric screw dislocation in the interphase layer with a circular inclusion and an unbounded matrix is dealt with. An efficient and concise method for complex multiply connected region is developed by combining the sectional holomorphic function, Schwartz symmetric principle, Cauchy-type integral and Laurent series expansion techniques, in terms of which explicit series form solutions of the complex potentials in the matrix, the interphase layer and the inclusion regions are derived. The image force acting on the piezoelectric screw dislocation is also calculated by using the generalized Peach-Koehler formula. The influence of the elctroelastic properties of the materials and the relative thickness of the interphase layer on the image force is discussed and shown in graphs. The results show that the above factors can drastically affect the motion of the dislocation in the interphase layer. In addition, a fundamental solution is provided in this paper to further investigate the problem involving interfacial defects and the dislocation mechanism. The present solutions contain a number of novel and previously known results which can be shown to be special cases.

Effect of interface stress upon the interaction between a screw dislocation and a nano-inhomogeneity is investigated. By using the complex variable method, the image force acting on the screw dislocation is obtained. The results indicate that the influence of interface stress on the motion of the dislocation near the inhomogeneity becomes significant when the radius of the inhomogeneity is reduced to nanometer scale, leading to that the normalized image force depends on the inhomogeneity size which differs from the size-independent classical solution.