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平面SH波在界面任意形孔洞和孔边裂纹上的散射

本文在线弹性力学范畴内,采用复变函数和Green函数方法研究了平面SH波在界面任意形孔洞、孔边径向裂纹和孔边径向界面裂纹上的散射问题。首先构造了一个适合解答本文问题的Green函数,该函数为含有任意形凹陷的弹性半空间在其水平面上任意一点承受时间谐和的反平面线源荷载作用时位移场的解答。然后将界面任意形孔洞和孔边裂纹对SH波的散射问题视为“契合”问题:即从两个相互契合的完整弹性半空间的界面波动问题和弹性均匀介质中任意形孔洞对SH波散射的解答出发,沿界面处将含孔洞的弹性空间剖分为两个含有任意形凹陷的弹性半空间,在其剖分表面上加置未知的反平面荷载,在出现裂纹的位置加置反平面反力构造出裂纹。利用Green函数写出界面位移连续条件,建立求解未知外力系的第一类Fredholm积分方程组,采用直接离散的方法将定解积分方程组转化为代数方程组进行求解。本文的具体工作如下:1.从完整的弹性半空间表面承受线源荷载作用问题的基本解出发,用复变函数的保角映  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科技风》2017年14期
科技风

界面损伤对复合材料中SH波衰减系数的影响及其在无损检测中的应用

界面广泛存在于各种自然介质中,它是各种复合材料中不同组份之间的交界面,如晶体材料中晶粒之间的界面、地下不同土层之间的交界面以及各种工程材料之间的焊接、粘接界面。界面在复合材料中具有传递力和变形的作用。由于界面的性质往往不同于组份材料,因此其性质必然影响整个材料的宏观力学行为。例如它在一定程度上会阻隔力在各个组份材料之间的传递,同时它也是引起材料或结构损伤破坏和失稳的一个重要原因。因此,对界面的研究就显得尤为重要。弹性波在复合材料中传播遇到界面时将会与其发生复杂的相互作用。一方面界面会引起材料破坏结构的失稳;另一方面它会阻碍波的传播和改变波的传播方向从而造成波的能量衰减和波形改变,而波的能量衰减和波形改变均与界面的几何和物理性质密切相关,因此建立复合材料中波的衰减以及波形的改变是发挥弹性波作为材料无损检测、地球物理勘探和地震工程等应用技术的理论基础。目前,运用超声波检测复合材料中界面属性这项技术越来越受到工程师们的青睐,许多学者已...  (本文共3页) 阅读全文>>

《北京理工大学学报》2004年09期
北京理工大学学报

界面多个共线裂纹对SH波的散射及其动应力强度因子

固体中裂纹对弹性波散射的研究具有广泛的应用前景、重要的理论价值和实际意义.材料中的缺陷多以裂纹的形式出现,因此裂纹对弹性波散射是弹性波动理论中的重要部分,迄今为止已有大量的研究成果[1~6].作者讨论界面上含有多个裂纹与剪切平面SH波的散射及其对动应力强度因子的影响.刘殿魁、史守峡等人采用Green函数方法研究了SH波对材料界面缺陷的散射[7,8].作者用类似的方法,解决界面多个共线裂纹散射问题.对界面上含有两个裂纹与SH波的散射进行了数值计算,给出了计算结果,并讨论了裂纹间的相互影响.1 Green函数1.1 控制方程研究Green函数是在弹性半空间水平面上作用一时间谐和出平面线源载荷的位移基本解G(如图1所示),基本解G(Green函数)与时间的依赖关系为e--1ωt.在各向同性的弹性介质中,满足基本控制方程(以下分析均略去时间谐和因子e--1ωt) 2G r2+1r G r+1r2 2G θ2+σ2G=0,(1)式中 σ=...  (本文共5页) 阅读全文>>

《固体力学学报》2003年01期
固体力学学报

SH波与功能梯度材料静止裂纹的相互作用

0 引言设一无限大功能梯度材料 ,其剪切模量和密度分别满足关系式μ=μ0 exp(ry)  ρ =ρ0 exp(ry) ( 1)式中r称为材料梯度参数 ,μ0 、ρ0 分别为材料在 y=0处的剪切模量和密度 .当一入射SH波作用于裂纹时 ,应力状态为反平面剪切 ,属于Ⅲ型裂纹问题 ,非零位移分量仅有一个 ,即z方向的位移u(t)z ,且u(t)z (x ,y,t) =u(i)z (x ,y ,t) +uz(x ,y ,t) ( 2 )式中上标 (t)表示总位移场 ,(i)表示入射场 ,uz 表示散射场 .设入射波是平面谐波[1]u(i)z =A0 exp{ -i[α2 (xcosγ3+ysinγ3) +ωt]} ( 3)式中 ,A0 表示波幅 ,γ3表示入射角 ,ω表示波的圆频率 ,i=- 1,α2 =ω/c2 ,c2 =μ0 /ρ0 .由于裂纹面是自由的 ,因而在 y =0 ,|x|a ,t0τyz(x ,0 ,t) =iτ0...  (本文共3页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

多个脱胶界面圆形夹杂对SH波的散射

本文在弹性动力学范畴内,采用复变函数法和Green函数法研究了SH波对多个脱胶界面圆形夹杂的散射问题。为解决这个问题,首先采用分区的思想构造出了在特定边界条件下的两个Green函数,即出平面线源荷载对半空间中多个界面圆形弹性夹杂的散射问题的解和出平面线源荷载对半空间中多个半圆形凹陷的散射问题的解。然后将整个空间沿界面分成下上两个区域,并分别构造出SH波入射时夹杂内的驻波和半圆弧的特定形式的散射波,利用“契合”时公共边界处位移和应力的连续性条件,建立含Green函数和未知外力系的积分方程组,采用数值方法对该积分方程组进行求解。最后以算例给出了夹杂周围的动应力集中系数的数值结果,分析了介质参数和入射波参数对动应力集中的影响情况。另外,在研究出平面线源荷载对半空间中多个界面圆形弹性夹杂的散射问题的Green函数时,给出了具体算例,讨论了夹杂周围的动应力集中系数和水平表面位移幅值。又进一步利用Green函数,在界面上构造出直裂纹,研究了...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

含有径向裂纹的界面圆形弹性夹杂对SH波的散射

本文应用Green函数方法分别研究了各向同性介质中含径向裂纹的圆形弹性夹杂和含径向裂纹的界面圆形弹性夹杂对SH波的散射问题。对于各向同性介质中含径向裂纹的圆形夹杂问题,求解了裂纹尖端点的动应力强度因子。对于含径向裂纹的界面圆形弹性夹杂问题,求解了裂尖点的动应力强度因子和散射波远场解答。本文采用的Green函数是具有半圆形夹杂的弹性半空间在其水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移场的解答。在求解过程中,将问题的模型视为“契合”问题进行研究:即将其剖分为两个带半圆形夹杂的弹性半空间,分别在其剖分面上加置未知的出平面荷载,并在欲出现裂纹的位置加置出平面反力使之产生裂纹,利用Green函数写出界面位移的连续性条件,建立决定待解外力系的第一类Fredholm积分方程组。在求解动应力强度因子时,裂纹尖端点的附加外力系可以代换成动应力强度因子,采用直接离散的办法将定解积分方程组转化为线性代数方程组,计算求解。在求解远场解答时...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>