加层电磁弹性材料界面裂纹瞬态响应

研究加层电磁弹性材料界面裂纹在反平面剪切冲击载荷和面内电磁冲击载荷作用下的动态响应问题。假设裂纹面是电磁不导通的。采用Laplace变换、Fourier变换和位错密度函数将混合边值问题转化为求解Laplace域内Cauchy奇异积分方程。讨论了磁冲击载荷、电冲击载荷、材料参数及加层厚度对能量释放率的影响。该问题的解有助于分析含裂纹电磁弹性材料的动态断裂特性。     

加层半空间压电介质的反平面界面裂纹问题研究

本文研究了加层半空间压电介质的反平面界面裂纹问题。     

加层压电条界面裂纹的稳态扩展

研究当压电条同时与两个不同材料的弹性条粘接在一起,在反平面机械载荷及面内电载荷联合作用下,长度不变的有限Griffith 界面裂纹沿加层压电条界面以常速稳态扩展时裂尖的动态断裂问题.应用Fourier积分变换将问题化为以第二类Fredholm积分方程表示的对偶积分方程,导出了相应的动应力强度因子表达式.给出了动应力强度因子与裂纹传播速度、裂纹长度、压电条及弹性条厚度、电荷载大小及方向的关系曲线.研究结果对结构设计及结构失效的预防具有理论和应用价值.     

加层压电层硬币型裂纹断裂分析

研究粘接着弹性层的压电层内硬币型裂纹的断裂问题。压电层与弹性层均为横观各向同性材料,r轴方向无限长,z轴方向有限厚度。压电层沿z轴方向极化。考虑电不导通裂纹表面条件,利用Hankel积分变换将问题化为求解积分方程组,导出了场强度因子与能量释放率的表达式。给出了数值计算结果,并分析了弹性层厚度对场强度因子与能量释放率的影响。     

半空间内孔边界面裂纹对SH波的动力响应

采用"镜像"和"剖分-契合"等方法,对SH波作用下半空间孔边界面裂纹的动应力问题进行了研究。首先,采用"镜像法",将半空间镜像为全空间,构造出满足边界条件的散射波场;其次,借助"剖分-契合"方法和"裂纹切割"技术,将全空间沿界面分割成两个半空间求解后,再由界面应力位移连续"契合"条件组合成全空间,建立起求解该问题的积分方程组;最后,对界面裂纹端点的动应力强度因子(DSIF)进行数值分析。分析结果表明:适当地避开入射波波数、入射角度及裂纹长度等最不利影响因素的组合,可达到降低裂纹尖端点动应力的目的。     

无限长条板中弹性与粘弹性界面裂纹尖端场

研究无限长条板中粘弹性-弹性界面Griffith裂纹在 Ⅰ 型突加载荷作用下,裂纹尖端动态应力强度因子的时间响应。利用积分变换方法、Fourier和Laplace变换,分别推导出了弹性和粘弹性问题的控制方程组;引入位错密度函数,并结合边界条件,导出了反映裂纹尖端奇异性的Cauchy型奇异积分方程组,运用Chebyshev正交多项式化奇异积分方程组为代数方程组,用配点法进行求解;最后用Laplace积分变换数值反演方法,将拉氏域内的解反演到时间域内,求得动态应力强度因子的时间响应,并对材料参数的影响进行了分析。结果表明,剪切松弛参量对 Ⅰ 型动应力强度因子的影响小于对 Ⅱ 型的影响,而膨胀松弛参量对 Ⅰ 型动应力强度因子的影响大于对 Ⅱ 型的影响。      

压电介质夹杂功能梯度压电带界面双裂纹反平面问题

利用积分方程方法,本文研究了夹在两个均匀压电半空间的功能梯度压电带界面共线双裂纹的反平面问题。在电渗透型边界条件下,通过Fourier余弦变换将所考虑的问题化为一对偶积分方程,再用Copson方法将该对偶积分方程转化为Fredholm方程进行数值求解,从而给出了裂纹尖端的应力强度因子,电位移强度因子的表达式。分析了裂纹长度,功能梯度非均匀参数以及材料的几何尺寸等对应力强度因子的影响。     

含不完美界面的磁电复合材料倾斜裂纹问题

研究了含非完美界面的双层压电/压磁复合材料中压电相存在一个倾斜于界面的Ⅲ型裂纹问题。采用弹簧型耦合界面模型模拟非完美界面,运用Fourier积分变换法将裂纹面条件转化为奇异积分方程,并使用Lobatto-Chebyshev方法数值求解了裂纹尖端应力强度因子（SIF）。详细地研究了裂纹尖端SIF与界面参数、压电/压磁材料参数和材料的层厚、裂纹的倾斜角、裂纹与界面的距离等几何参数的关系。结果表明：力学不完美性可以独立地增大SIF,而磁学、电学不完美性只有与力学不完美性耦合时才会减小SIF;力学-电学、力学-磁学不完美性的耦合会减小SIF,而磁学-电学不完美性的耦合不会影响SIF;磁场作用下,增大压磁层弹性模量会减小SIF,而增大压电层压电系数,减小压电层弹性模量和介电常数,均会减小SIF;界面不完美性会影响SIF随裂纹倾斜角度或裂纹与界面之间距离的变化规律;在一定范围内增加压电层或压磁层厚度可以减小SIF。     

非理想界面功能梯度压电/压磁层状半空间结构中的SH波

研究非理想界面下功能梯度压电/压磁层状半空间结构中SH波的传播特性。界面性能由“弹簧”模型表征, 假设功能梯度压电层材料性能沿层厚度方向指数变化, 其表面为电学开路。推导了频散方程, 并结合数值算例分析了界面性能、功能梯度压电层的梯度变化和厚度对相速度的影响。研究结果对功能梯度压电/压磁复合材料在声波器件中的应用提供了理论依据。     

埋置移动荷载作用下成层饱和地基的动力响应

利用Fourier变换和传递反射矩阵法（TRM法）研究了成层饱和地基在埋置移动荷载作用下的动力响应。土体被假设为完全饱和的多孔弹性介质并且服从Biot多孔弹性波动方程,用修正粘滞阻尼模型来描述土体的粘弹性行为,采用TRM法来考虑饱和地基的成层性,利用Fourier变换和Fourier逆变换得到了埋置移动荷载作用下饱和地基动力响应积分形式解答。当饱和成层地基退化单层饱和地基时,该文解与已有解能很好的吻合。最后,通过数值计算分析了埋置荷载深度﹑荷载速度、荷载频率及软硬夹层对动力响应的影响。     

粘弹性层状半空间上刚体的垂直振动

本文较深入地研究了层状粘弹性半空间上刚性圆形基础的垂直振动问题。首先作者采用独创的方法求解弹性动力学基本方程，并借助于Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｈａｓｋｅｌ的传递矩阵方法得出层状地基表面位移的Ｈａｎｋｅｌ变换式。然后按弹性力学混合边值问题建立层状粘弹性地基上刚体垂直振动的对偶积分方程，并化为第二类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程。文末给出了数值算例。     

非均匀荷载作用下层状岩体矩形裂隙力学特性分析

该文采用已发展的层状材料基本解对偶边界元方法,分析了层状裂隙岩体的力学特性。在分析无限域层状岩体中裂隙时,该对偶边界元方法退化为间断位移法。在建议的间断位移法中,只需沿裂隙一个面离散,采用9结点等参单元和非连续单元离散裂隙面。采用建议方法计算了作用有非均匀荷载矩形裂隙的间断位移。利用裂隙尖端附近的间断位移值,计算了应力强度因子。给出不同岩性组合情形时矩形裂隙应力强度因子的分布规律。     

反平面电弹性偏折裂纹的一个解析解

该文用复变函数方法分析了压电材料反平面偏折裂纹问题,给出了问题的解析解,讨论了分支裂纹尖端的渐进场与奇异性。利用分支裂纹尖端扩展的能量释放率与[积分,研究了主支裂纹扩展方向,结果表明：压电材料Ⅲ型裂纹扩展时的分支角[,即裂纹扩展沿着主支裂纹的延长线方向。在理论上证明了前期对压电材料反平面裂纹的直线扩展假设及其相应结果的正确性。     

磁电弹性功能梯度板共线Griffith裂纹断裂行为

该文考察了磁电弹性功能梯度板的反平面问题。该板具有多个垂直于边界的共线裂纹。裂纹表面采用磁电不穿透或可穿透假设。应用积分变换和位错密度函数将问题化为柯西奇异积分方程求解。导出和分析了场强度因子和能量释放率。数值结果表明了载荷组合参数、材料梯度指数及裂纹构形对裂尖断裂行为的影响。     

横观各向同性饱和层状地基的三维稳态动力响应

首先引入状态向量,将直角坐标系下横观各向同性饱和土的Biot波动方程转化为一组状态方程,然后基于双重Fourier变换,求解了状态方程并得到传递矩阵.进而利用传递矩阵,并结合饱和地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件,求解了横观各向同性饱和层状地基的稳态动力响应问题.数值算例表明采用各向同性饱和介质的动力学模型,不能准确描述具有明显各向异性特性的饱和土地基的动力特性.     

移动荷载下粘弹性层状沥青路面动力响应模型

交通荷载下沥青路面动力响应研究是建立路面动态设计体系的基础,是目前道路界研究的热点问题之一。将车辆荷载视为移动荷载,沥青路面结构视为层状体系结构,路面材料视为粘弹性材料,基于连续体系统动力学和线性理论,建立了沥青路面动力学模型。模型中将车轮荷载处理为间距足够大的周期荷载,采用Fourier 变换技术,在求解移动简谐荷载作用下沥青路面动力响应基础上,得到任意复杂分布形式的车轮荷载作用下的沥青路面动力响应。以一种典型的半刚性基层沥青路面为例,分析了其动力响应规律,与加速加载试验结果进行对比,在沥青面层底部动态应变时间历程曲线、动力响应横向分布规律和最大动应变数值等3 个方面,理论分析结果与试验结果吻合良好,验证了模型的可靠性。     

受飞行物撞击中央含缺陷轴向不可移简支梁的塑性动力响应

本文采用精确形式的广义屈服面，严格推导了在复合应力状态下，中央带截面缺陷的简支梁受飞行物横向撞击下的动力学方程。讨论了缺陷深度、轴力等因素对水久变形及耗散能分配的影响。     

离散多层圆筒在热冲击载荷下的弹性动力响应

离散多层圆筒由薄内筒和倾角错绕的钢带层组成,具有制造简便、成本低等优点。预测筒体在热冲击载荷下的热应力对强度设计和安全操作具有重要的应用价值。该文首次研究了离散多层圆筒在热冲击载荷作用下的热弹性动态响应。将内筒和钢带层的径向位移分别分解为满足给定应力边界条件的准静态解和满足初始条件的动态解,准静态解通过齐次线性方法确定,热弹性动态解通过有限Hankel积分变换和Laplace变换确定。根据内外层界面处位移连续条件,得到层间压力关于时间的第二类Volterra积分方程,利用Hermit二次三项式插值方法可求得该层间应力。最后将离散多层圆筒的热弹性动力响应与单层厚壁圆筒的响应进行了比较,并分析了钢带缠绕倾角和材料参数对热弹性动力响应的影响。