SH波作用下弧形裂纹对圆形衬砌动应力集中系数的影响

对SH波入射情况下弧形裂纹对圆形衬砌结构的影响情况进行了研究.在含有圆形衬砌弹性空间中,取时间谐和的出平面线源载荷作用时的位移函数基本解作为Green函数,首先考虑仅含衬砌结构的情况,求出应力,然后利用裂纹的"人工切割",在裂纹实际存在区域加置与所求应力大小相等、方向相反的应力,从而构造出裂纹.在此基础上给出圆形衬砌与裂纹同时存在情况下的位移、应力表达式,进而对衬砌动应力集中问题进行求解.利用算例讨论裂纹对衬砌结构的动应力集中系数的影响,裂纹的存在改变了系数分布情况,影响不可忽略.     

SH波作用下裂纹对圆夹杂散射动应力集中问题的影响

研究SH波入射时在圆形夹杂附近存在裂纹的情况下圆夹杂散射动应力集中问题．利用Green函数法求解动应力集中系数．取含有圆形夹杂的弹性全空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数,采用裂纹“切割”方法建立问题的求解积分,得到圆夹杂周边动应力集中系数的解答．最后给出圆形夹杂附近存在共线与平行直裂纹2种情况的解答,并与无裂纹的情况进行比较。     

裂纹对圆孔SH波散射与动应力集中系数的影响

采用Green函数法研究SH波入射时在圆形孔洞附近存在裂纹的情况下圆孔散射动应力集中系数的求解,取含有圆形孔洞的弹性全空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数,首先求解圆形孔洞在SH波作用下的散射问题,然后利用Green函数在裂纹实际存在位置实施裂纹的“人工切割”,以恢复存在的裂纹,建立圆孔固边动应力的求解积分,得到动应力集中系数的解答,最后对圆形孔洞附近单裂纹问题进行了研究。     

SH波作用下圆形夹杂与裂纹的相互作用

利用特殊函数的加法公式,采用Green函数法研究圆形夹杂附近的裂纹对SH波的散射和裂纹尖端动应力强度因子的求解.取含有圆形夹杂的基体中任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数.首先求解圆形夹杂在SH波作用下的散射问题;然后利用Green函数在裂纹实际存在位置实施裂纹的"人工切割",以恢复存在的裂纹,建立裂纹尖端应力的求解积分,得到动应力强度因子的解答;最后对圆形夹杂附近单平行裂纹问题进行了研究.     

具有刚性覆盖层的界面圆环形衬砌对SH波的散射

采用Green函数方法研究界面圆环形衬砌对SH波的散射问题，取含有半圆环形衬砌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源荷载作用时位移场的解答为Green函数，并采用契合方法推导出求解该问题的定解积分方程组，衬砌边界面点对应的附加外力系的值反映了该点的动应力集中程度，采用直接离散的方法将定积分方程组转化为线性代数方程组计算求解，给出了具有刚性覆盖层地各种介质参数对界面环形衬砌周边动应力集中系数的影响。     

SH波对界面附近脱胶圆夹杂的散射

采用Green函数法、复变函数法研究了SH波对界面附近含有半圆形脱胶的圆柱形弹性夹杂的散射,并给出了动应力集中系数的数值结果.首先,沿界面将整个空间分成上下2个部分.在上半空间,给出了在含有半圆形凸起的圆柱形弹性夹杂的弹性半空间中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的位移函数.其次,取该位移函数作为Green函数,在上下空间"契合"时在界面处满足连续性条件,同时构造出半圆形脱胶,进而求出应力和位移的表达式.最后作为算例,给出了弹性夹杂周边以及脱胶结构周边的动应力集中系数的数值结果,分析了圆柱形夹杂和不同介质参数对动应力集中的影响情况.结果表明,脱胶结构对界面附近的动应力集中系数有放大作用.     

SH波入射时含圆形孔洞的半圆形凸起地形与其附近的圆形孔洞的相互作用

应用辅助函数思想与复变函数、多极坐标法研究了在平面SH波作用之下,含圆形孔洞的半圆形凸起地形与其附近的圆形孔洞的相互作用问题.通过理论求解,得出了问题的解析解答,文中最后给出了具体算例,讨论了地表位移幅值、浅埋圆孔及凸起所含圆孔的动应力集中系数.结果表明:浅埋圆孔的存在一定程度上存在减震作用,而凸起所含圆孔的存在却将削弱模型的刚度,应该引起足够的重视.     

浅埋相邻多个圆形衬砌与SH波的相互作用

利用SH波散射的对称性与多极坐标法,构造了一个可以满足水平地面上应力自由边界条件的浅埋相邻多圆形衬砌对SH波散射的波函数。利用此波函数,将半空间的问题转化成对全空间中的相邻多圆形衬砌的散射问题的求解。该问题又可归结为对一组无穷代数方程组的求解问题,并可利用截断有限项的方法对其进行计算。作为算例,检验了截断计算的精度,给出了当稳态SH波入射时有关浅埋相邻二个圆形衬砌的动应力集中问题的数值结果, 并予以了讨论。     

浅埋相邻多个圆形衬砌与SH波的相互作用

利用SH波散射的对称性与多极坐标法,构造了一个可以满足水平地面上应力自由边界条件的浅埋相邻多圆形衬砌对SH波散射的波函数.利用此波函数,将半空间的问题转化成对全空间中的相邻多圆形衬砌的散射问题的求解.该问题又可归结为对一组无穷代数方程组的求解问题,并可利用截断有限项的方法对其进行计算.作为算例,检验了截断计算的精度,给出了当稳态SH波入射时有关浅埋相邻二个圆形衬砌的动应力集中问题的数值结果,并予以了讨论.     

SH波对脱胶圆夹杂及其边缘直裂纹的散射

采用Green函数法、复变函数法研究SH波对均匀介质中含有上半圆形脱胶及其直线型裂纹的圆柱形弹性夹杂的散射问题,并给出裂纹尖端动应力强度因子的计算结果．将整个空间分成上下2个部分．在下半空间,给出了在含有半圆形凸起的圆柱形弹性夹杂的弹性半空间中,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的位移函数．取该位移函数作为Green函数．采用裂纹“切割”方法构造直线型裂纹,并根据连续性条件建立起问题的定解方程组,得到动应力强度因子的解答．最后作为算例,给出了裂纹尖端动应力强度因子的算例,分析了圆形弹性夹杂参数、入射波参数和裂纹参数对动应力强度因子的影响情况．结果表明,脱胶结构对直裂纹的动强度因子有很大的影响．     

Interaction of a circular cavity and a beeline crack in right-angle plane impacted by SH-wave

The problem of scattering of SH-wave by a circular cavity and an arbitrary beeline crack in right-angle plane was investigated using the methods of Green’s function,complex variables and muti-polar coordinates.Firstly,we constructed a suitable Green’s function,which is an essential solution to the displacement field for the elastic right-angle plane possessing a circular cavity while bearing out-of-plane harmonic line source load at arbitrary point.Secondly,based on the method of crack-division,integration for solution was established,then expressions of displacement and stress were obtained while crack and circular cavities were both in existence.Finally,the dynamic stress concentration factor around the circular cavity and the dynamic stress intensity factor at crack tip were discussed to the cases of different parameters in numerical examples.Calculation results show that the crack produces adverse engineering influence on both of the dynamic stress concentration factor and the dynamic stress intensity factor.     

SH波作用下地表覆盖层对浅埋圆孔散射与动应力集中的影响

利用复变函数法和波函数展开法给出了具有地表覆盖层的弹性半空间内圆形孔洞在稳态SH波作用下动应力集中问题的解.根据SH波散射的衰减特性,该问题采用大圆弧假定法求解,利用半径很大的圆来拟合地表覆盖层的直边界,将具有地表覆盖层的半空间直边界问题转化为曲面边界问题.借助Helmholtz定理预先写出问题波函数的一般形式解,再利用边界条件并借助复数Fourier-Hankel级数展开把问题化为求解波函数中未知系数的无穷线性代数方程组,截断该无穷代数方程组可求得该问题的数值结果.最后,通过算例讨论了地表覆盖层对浅埋圆孔动应力集中的影响.结果表明,半空间地表覆盖层的存在,即使厚度很薄,对入射SH波的散射也具有很大影响,覆盖层刚度和厚度的变化可显著改变浅埋圆孔周边动应力集的分布.     

SH波对浅埋相邻多个圆孔作用的动力分析

建立了求解浅埋相邻多个圆形孔洞对稳态SH波的散射及浅埋结构动应力分析的解析方法。利用SH波散射的对称性、复变函数与多极坐标法，构造了一个可以满足水平地面上应力自由边界条件的浅埋相邻多圆孔对SH波散射的波函数；利用这一波函数，则可将这一个半空间的问题转化成对一个全空间中的相邻多圆孔的散射问题的求解。该问题的解答，最终又可归结为对一组无穷代数方程组的求解问题，并可利用截断有限项的方法对其进行计算，作为例题对抗爆问题进行分析。最后给出了当稳态SH波垂直于水平面入射时，有关浅埋相邻2个圆孔附近的动应力集中问题的算例和数值结果，并讨论了波数与浅埋2个圆孔中心至自由表面距离和2个圆孔中心距离变化对动应力集中的影响。