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本文以弹性波理论为基础,研究了带形域内脱胶圆柱夹杂和圆孔对SH波散射这一弹性动力学问题。本文的求解思路是,首先讨论带形域在稳态SH波水平入射下,内部的脱胶夹杂的动应力集中问题,根据问题的特点选取复数坐标,将研究的波用波函数展开,推导出动应力集中系数的表达式。SH波具有衰减特性,由于带形域的特殊性,选取大圆弧假定法。大圆弧假定法的思想是,将直边界化为圆弧边界,圆半径足够大时,圆的圆弧近似于直边,针对带形域问题,两条自由直边界,要用同心圆的圆弧来拟合。此方法的应用,有效的避开了波在带形域内反复折射带来的求解困难,大大简化了计算。
然后,根据Helmholtz定理,将位移和应力用弹性波的形式表示,预先设出的弹性波是含有未知参数的。将位移和应力展开成Fourier-Hankel级数形式,带入到问题的具体边界条件,得到一个无穷线性代数方程组和动应力集中系数的表达式。通过Fortran编程对无穷代数方程组截断数值求解,求出系数,绘制动应力集中系数的分布曲线。
最后,进行影响因素分析。给出两个算例,讨论了入射波波数、带形域厚度、介质参数、杂和孔的中心距等因素对动应力集中的影响,依据Fortran编程数值模拟结果,进行分析和规律总结。