sh波入射下半空間垂直界面附近對稱圓孔的動應力分析

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1、第16卷第5期上海電機學院學報Vo1.16NO.52013‘1二JOuRNALOFSHANGHAIDIANJIUNIVERSITY2013文章編號2095—0020(2013)050262—06SH波入射下半空間垂直界面附近對稱圓孔的動應力分析楊(上海電機學院機械學院,上海200245)摘要:采用復變函數(shù)和“鏡像”的方法,對雙相介質(zhì)半空間垂直界面附近含有對稱圓形彈性孔洞,在穩(wěn)態(tài)入射SH波作用下的動應力情況進行分析。首先,采用“鏡像”的方法,構(gòu)造問題所需的Green函數(shù)和散射波場表達式;其次,采用界

2、面“契合”的技術(shù),建立含有無窮未知力的第一類Fred—holm積分方程組,并通過有效截斷求解該方程組;最后,給出圓形孔洞周邊的動應力集中系數(shù)的具體算例分析。結(jié)果顯示,波數(shù)比和圓孔到垂直邊界的距離均對孔洞周邊動應力集中系數(shù)有一定程未~度的影響。關(guān)鍵詞:SH波;垂直界面;圓形孔洞;鏡像;動應力集中系數(shù)中圖分類號:()347.4;O348文獻標志碼:ADynamicStressAnalysisforSymmetricalCircularHolesNearVerticalInterfaceImpacted

3、bySHWavesinBi—materialHalfSpaceYANGJie(SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiDianjiUniversity,Shanghai200245,China)Abstract:Adynamicstressanalysisforsymmetricalcircularholesnearavertica1interfaceinabi—materialhalfspaceisperformedusingamethodsofcomplex

4、functionandimageExpressionsof.Green’Sfunctionsandscatteringwavesareobtainedwiththeaidofanimagemethod.AseriesofFredholmintegralequationscontainingunknownforcesarederivedusinganinterfaceCOnjunction.Theequationsaresolvedusinganeffectivetruncation.Numeric

5、alexamplesfordynamicstressconcentrationaroundtheedgeofthecircularholearegiven.Numericalresultsdemonstratethatthedistributionofthedynamicstressconcentrationfactorisinfluencedtosomedegreebythewavenumberratioanddistancebetweenthecircularholeandthevertica

6、linterface.Keywords:SHwaves;verticalinterface;circularhole;image;dynamicstressconcentrationfactor隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展和新型材料的廣泛滿足功能上的需求。然而,由于幾何不連續(xù)性,在使用,將不可避免地在材料上開孔、加入轉(zhuǎn)角等以動載荷作用下這些介質(zhì)缺陷將產(chǎn)生應力集中現(xiàn)收稿日期:2Ol3—0716項目基金:國家自然科學基金項目資助(10972064);上海電機學院重點學科資助(12xk501)作者簡介:楊杰(

7、1985),女,講師,博士,主要研究方向為波動理論及應用,E—mail:yangj@sdju.edu.cn2013年第5期楊杰:SH波入射下半空間垂直界面附近對稱圓孔的動應力分析263象,進而影響材料的宏觀力學性能,故對于在動荷1理論模型載作用下應力集中問題的研究一直是力學研究人員探討的熱點問題之一l1],其中,采用彈性波散無限半空間介質(zhì)由雙相介質(zhì)垂直界面分為左射理論對介質(zhì)缺陷附近的動應力集中情況的研究右兩部分,穩(wěn)態(tài)SH波由左側(cè)空間入射,同時在左已經(jīng)有相對成熟的理論和方法。20世紀70年代,右兩側(cè)

8、分別含有一個圓形彈性孔洞缺陷,其理論Leel4等采用波函數(shù)展開方法,對均勻各向同性半模型如圖1所示。其中,SH波的入射角度記作空間中含有洞室對SH波的散射響應進行了研a。;介質(zhì)I、Ⅱ的彈性模量和密度分別設(shè)為、究。1991年,劉殿魁[5等提出復變函數(shù)方法,對無和P、J0;圓形孔洞半徑設(shè)為R,其圓心到半空間水限半空間凹陷地形對SH波的散射問題進行了進平表面與垂直界面的距離分別設(shè)為和d。.同時一步的研究和討論。2003年,梁建文l6等采用建立如圖所示坐標系Oy,zO,zOY,F(xiàn)ourie

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