SH 波对圆形夹杂与裂纹的散射及其动应力集中

采用Green 函数的方法, 研究了介质中同时存在夹杂与裂纹时对SH 波的散射, 构造了在含有半圆形夹杂的弹性半空间, 水平面上任一点承受时间谐和出平面线源载荷作用时的位移函数作为Green 函数。并推导了SH 波对夹杂与裂纹散射的定解积分方程组, 进而求得裂纹尖端的动应力因子。重点讨论了夹杂的存在对裂纹尖端动应力因子的影响, 给出了随夹杂介质参数及夹杂与裂纹距离对裂纹尖端动应力因子的分布曲线, 为工程设计提供参考依据。　      

圆形区域多圆孔对SH波散射Green函数解

利用多极坐标变换、Graf加法公式及波函数展开法研究圆形区域内多圆孔缺陷存在时对圆形域边界作用反平面稳态脉冲SH波散射Green函数解。给出各圆孔对SH波散射产生含未知系数的散射波函数,用叠加原理写出圆形域介质内总波场,据边界条件、Graf加法公式及Fourier积分变换获得确定未知系数的无穷线代数方程组;由计算精度进行有限项截断求解,确定问题的Green函数解。用算例结果验证该方法的可行性。     

双相介质中椭圆孔洞与裂纹对SH波的散射

采用Green函数法和保角映射法解答了双相介质界面附近一个椭圆孔洞和一个裂纹(在同一侧)对SH波的散射问题。沿水平界面将双相介质剖分为一个含椭圆孔和裂纹的半空间以及一个完整的弹性半空间。结合“裂纹切割”法,利用Green函数法构造裂纹,求解出孔洞与裂纹同时存在时的位移和应力表达式。一组未知力系施加在水平界面上,使两部分契合,基于界面连续条件推导出一系列Fredholm积分方程组,从而求出未知力系。最后,给出算例讨论了不同参数对椭圆孔周边动应力集中系数和裂纹尖端动应力强度因子的影响。     

SH波对界面圆柱体夹杂下半圆脱胶的散射分析

本文采用有限元法研究近场界面圆柱夹杂脱胶结构对瞬态SH波的散射和动应力集中系数问题。用有限元法模拟弹性波在半无限介质中的传播,用ANSYS进行计算,给出了部分节点的位移、应力时程解和夹杂周边的动应力集中系数,讨论圆柱夹杂、介质参数以及波数对动应力集中和各点位移带来的不同影响,并进行对比分析。     

半空间中椭圆夹杂与裂纹对SH波的散射

采用Green函数、复变函数和多极坐标方法求解弹性半空间中椭圆形弹性夹杂与任意方位的裂纹对SH波的散射问题。利用“保角映射”技术求解椭圆夹杂对SH波的散射位移场,并构造适合本问题的Green函数,即含椭圆形弹性夹杂的弹性半空间内任意一点承受时间谐和的反平面荷载作用时的位移基本解,结合裂纹“切割”法构造裂纹,进而得到椭圆夹杂和裂纹同时存在条件下的位移场与应力场。最后,通过具体算例,讨论了不同参数对地表位移、弹性夹杂周边动应力集中系数和裂纹尖端动应力强度因子的影响规律。     

SH波入射下正交各向异性双相介质界面附近圆孔的动应力集中

基于复变函数和格林函数的方法，探讨了SH波在具有圆孔的正交各向异性两相介质中的散射，分析了圆孔周围的动态响应规律。首先建立问题的二维解析模型，将全空间分为两个部分：均匀各向同性上半空间以及含圆柱形孔洞的正交各向异性下半空间。采用格林函数法推导出了两半空间界面处各点的格林函数表达式，并引入复变量，构造出了SH波入射下求解区域内位移和应力的表达式。考虑界面的连续性条件，将未定反平面力加载到两个半空间的水平界面上，推导出Fredholm定解积分方程组，用弱奇异积分方程的直接离散方法求解。最终通过算例分析，发现介质的正交各向异性参数、入射波波数、角度以及孔洞埋深等对下半空间圆孔周边的动应力集中系数(DSCF)影响显著。     

直角域中椭圆形夹杂对SH波的散射与地震动

利用复变函数法和保角映射法研究了SH波入射到含有椭圆形夹杂的直角域中时的散射问题。首先,利用\     

非均匀弹簧界面模型下柱形夹杂物对弹性波的散射

利用波函数展开法研究了非均匀弹簧界面模型(弹簧系数沿周向非均匀分布)下单个柱形夹杂物对弹性波的散射问题。在弹簧界面模型中,当弹簧系数沿周向分布均匀时,可利用波函数的正交性简化边界条件;当弹簧系数沿周向分布不均匀时,不能利用波函数的正交性简化边界条件。该文研究了这一问题,通过沿周向的离散化将弹性波散射的边界条件归结为一个超定线性代数方程组。针对Ge-Al纤维增强复合材料数值计算了散射截面和远场散射幅。特别地,通过适当选取弹簧常数的周向分布处理了含裂纹界面的弹性波散射问题,数值计算了裂纹张开位移和错开位移。     

直角域非等腰三角形凸起对SH波的散射与地震动

本文采用复变函数及移动坐标方法给出了SH波对直角域非等腰三角形凸起散射问题的解析解答。首先,采用“分区”的思想,将求解模型划分为两个区域,区域I为含有半圆形弧底的非等腰三角形凸起,区域II为含有半圆形凹陷的直角域。求解本文问题的关键在于构造满足非等腰三角形两斜边应力为零的驻波解答和构造满足直角域边界应力为零的散射波解答。其次,根据“公共边界”上应力、位移连续性条件建立无穷代数方程组,并截断有限项求解。最后,给出了地表位移幅值的具体算例。结果表明：入射角度,入射波数以及直角域垂直边界都对地表位移幅值有影响。     

直角平面边界固定半圆形夹杂对稳态入射平面SH波的散射

利用复变函数法、多极坐标及傅里叶级数展开技术求解了二维直角平面介质边界固定半圆形夹杂对稳态入射平面SH波的散射问题。首先构造出介质边界处不存在固定半圆形夹杂时的入射波场和反射波场；其次建立介质边界处存在固定半圆形夹杂时夹杂边界产生的能够自动满足直角边应力自由条件的散射波解，从而利用叠加原理可写出介质内的总波场。利用夹杂边界处位移条件和傅里叶级数展开方法列出求解散射波中未知系数的无穷代数方程组，在满足计算精度的前提下通过有限项截断，得到相应有限代数方程组的解，最后通过算例具体讨论了二维直角平面水平边界点的位移幅度比和相位随无量纲波数、入射波入射角、及夹杂位置的不同而变化的情况，结果表明了该算法的有效实用性。     

SH波入射下多重散射的改进算法及任意桩布置形式的隔振研究

引入位移连续的边界条件并结合Graf加法定理,得到了任意分布的多个圆柱体对于弹性波入射时散射系数的理论解析解。随后,将此任意分布的多个圆柱体重新分布在相平行的两条直线上,该问题演变成为双排非连续屏障对于弹性波的隔离问题。引入无量纲位移概念来研究屏障的隔振效果,即屏障后某处土体由入射波和散射波引起的总的位移幅值与未设置屏障时由入射波在该处土体单独引起的位移幅值的比值。重点讨论了屏障的排间距h和桩间净距Sp对整体隔振效果的影响。特别地,当h=0时,该问题退化为常见的单排非连续屏障的隔振问题。     

压电压磁材料中周期裂纹对SH波的散射

本文用奇异积分方程方法研究了SH波和压电压磁材料中周期裂纹的相互作用.根据电磁弹性材料的控制微分方程,通过傅立叶积分变换,将问题转化为Hilbert核的奇异积分方程组.利用Lobatto-Chebyshev多项式逼近求解积分方程,得到了强度因子的表达式.通过数值算例,说明了SH波的频率、入射角以及材料参数对强度因子的影...     

含有圆形夹杂的双相介质半空间对SH波的散射与地震动

采用复变函数和Green函数方法,对双相介质界面附近含有圆形弹性夹杂的无限半空间在稳态入射SH波作用下的地表运动问题进行研究。首先,利用“虚设点源”的方法构造所需Green函数,即在四分之一空间自由表面上任意一点作用点源函数时位移基本解答;其次,利用界面“契合”技术和“镜像”的思想建立含有无穷未知力系的第一类Fredholm积分方程组,通过有效截断方法求解该方程组;最后,建立地表位移幅值表达式并给出其分布的具体算例分析。结果显示：入射角度、入射波数和圆形夹杂到自由表面的距离以及双相介质界面的距离均对地表位移幅值有一定程度的影响。     

半圆形凸起与沉积谷地相连地形对SH波的散射

采用复变函数法研究了SH波入射下半圆形凸起与沉积谷地相连地形的地震动情况。整个求解区域分为三部分,在其中分别构造满足各自边界条件的位移解,然后利用复变函数和移动坐标法使之满足相应的"公共边界"的边界条件,从而建立起求解该问题的无穷代数方程组。给出的具体算例表明,入射波波数,入射角,沉积谷地的半径、剪切模量等参数对凸起部分地表位移幅值有显著影响。     

功能梯度一维六方准晶中裂纹对SH波的散射

在准晶的线性动力学理论框架下，利用积分变换技术研究了功能梯度一维六方准晶在SH波作用下的裂纹动态断裂问题。假设材料性质呈指数函数连续变化。利用Fourier余弦变换，将描述断裂问题的偏微分方程边值问题转化为两对对偶积分方程，采用Copson方法对其进行数值求解。确定了裂纹面上声子场和相位子场显式表达式，得到了动态场强因子。最后通过数值计算主要探究了梯度参数、裂纹长度、振幅、入射角度和标准波数对材料断裂特性的影响规律。此研究为准晶体的优化设计和无损检测奠定了理论基础。     

结构—介质单侧接触SH波散射动力相互作用的边界元分析

本文探讨了瞬态ＳＨ波作用下单侧接触的结构－介质动相互作用问题。给出了瞬态边界元列式，利用迭代技术计算了接触面上的响应。计算表明接触摩擦对动力呼应有很大的影响。     

各向异性弹性层中SH波传播的边界元方法

本文利用坐标变换下的映象法求出了底部为刚性边界的各向异性弹性层中SH波传播问题的格林函数,并由此建立了求解分层介质问题的边界元方法。文中给出了在稳态线荷载作用下带有圆孔的弹性层中反应的计算实例。     

压电拼接电磁复合材料中裂纹对SH波的散射

利用积分变换及奇异积分方程技术研究电磁复合材料底层处裂纹对SH波散射问题。假定裂纹面的边界条件为电渗透性,通过Fourier余弦变化将问题转化为对偶积分方程,并利用Copson方法将对偶积分方程转化为第二类Fredholm积分方程求解。给出标准动应力强度因子表达式;通过数值计算分析裂纹长度、裂纹到界面距离、入射波频率及入射角对标准动应力强度因子影响。     

刚性空心管桩屏障对P波和SH波的隔离效果研究

采用波函数展开法和Graf加法定理,根据桩-土界面处总应力和扭矩平衡的边界条件,得到单排非连续刚性空心管桩屏障对入射平面P波和SH波散射系数的理论解。引入无量纲位移和透射系数等概念,绘制了不同壁厚的刚性空心管桩屏障后的无量纲位移等值线、透射系数随管桩间距的变化曲线以及不同数量的管桩组成的屏障后的无量纲位移变化曲线等图件,通过进一步的分析得出单排非连续刚性空心管桩屏障的隔振效果随着管桩间距和壁厚的减小而提高、最佳隔离区域随着管桩数量的增多而增大等重要结论,为非连续刚性屏障的隔振设计提供了理论依据。     

圆弧形层状凹陷地形对平面SH波的散射

利用Fourier—Bessel级数展开法给出了圆弧形层状凹陷地形对平面SH波散射二维问题的一个解析解，分析了层状凹陷地形沉积排列顺序、软夹层刚度和厚度等因素对SH波散射的影响。结果表明，层状凹陷地形对平面SH波的散射和单一凹陷地形差别很大，凹陷地形表面松软沉积的存在，即使厚度很薄，也会大大降低凹陷地形本身对入射波的屏障作用；层状凹陷地形中沉积排列顺序、软夹层刚度和厚度的变化对散射也具有重要影响。