文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
带形域内脱胶夹杂和圆孔对SH波的散射
姓名:王艳
申请学位级别:硕士
专业:固体力学
指导教师:齐辉
2012-03-15
斐捅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。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ɡ恚恒∥灰坪陀ατ玫圆ǖ男问奖硎荆は壬璩龅牡波是含有未知参数的。将位移和应力展开成级数形式,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,依据喑淌的D饨峁进行分析和规律总结。关键词:波散射;带形域;脱胶夹杂;动应力强度因子带形域内脱胶夹杂和圆孔对波的散射
籭;籭琣带形域内脱胶夹杂和圆孔对波的散射琣::—,·,、;甌,琯簅,瑆、·,瑂:—;;籨.,..,狧..
赢第滦髀本课题的研究背景及意义成许多不同的缺蝌¨,如形状不规则的孔洞,不同介质参数的夹杂,细小的裂纹以及与随着科学的进步和技术的长足发展,工程材料越来越广泛的应用于航空航天、航海、城市建设、能源开发和国防工程等方面。工:程材料中天然存在,或者在加工制造过程形介质脱离开来的脱胶缺陷等,这些缺陷尤其广泛存在于各种构件中,如复合材料板的层间粘接处,构件的焊缝处等。许多工程材料如梁、板、柱、壳体,他们的破坏取决于环境条件和外部在和以及内部缺陷的共同作用。由于这些天然或人工缺陷的存在,会对材料的力学性能,材料的强度产生不可忽略的影响,因此对材料的缺陷的检测以及定性的理论分析有着重大的理论意义和工:程意义。随着结构建设规模的不断加大,材料的强度设计及其安全性评价,也越来越成为工程设计人员所关注的首要问题。弹性波的产生,由于在弹性介质上作用动态载荷,使得工程结构介质在天然缺陷或制造缺陷处,形成某些特殊的力学性质,并且这种力学特性以弹性波的形式表现出来,弹性波是一种能量传播形式。弹性:波散射现象的产生过程,弹性波在介质中通常是以直线传播形式,但在缺陷等遇障碍物的影响下,传播方向将发生改变,以散射波的方式传播【俊U庵窒窒笸ǔ7⑸谛巫床还嬖虻目锥矗虢橹式橹什问煌募性樱感〉牧纹以及与介质脱离开来的脱胶缺陷、两种不同界面处。弹性波在均匀弹性介质中传播过程中,直线传播的路线在遇到:异物质后将发生改变。传到两种介质的界面处时,在界面上发生反射和折射,若遇到圆孔或夹杂,则发生散射,引起这种变化的物质叫散射体,波的散射现象可以理解为:在弹一陛介质中入射波和散射体相互作用,散射波可以看成产生了一列新的波。这列波的新的波源,产生于散射体的表面上与入射波相互作用的一点。新的波的形式不发生改变,只是新的波源产生的次声波的传播方向不在沿入射波的方向,而是向各个不同方向发散。强度分析是固体力学研究的主要方面,对弹性介质的强度分析是弹性动力学的重点内容。经过多年来,国内外学者对弹性波理论的研究,许多实际的界面问题已经得以求解,并且对于半空间、全空间均匀弹性介质而言,许多规则界面缺陷对弹性波的影响,求解理论和方法趋于成熟【浚⑶艺庑┪侍獾那蠼庖丫惴的应用于工程领域的各各方面,对地震波的分析,石油,煤等资源开采的地质勘察,材料的强度分析,建筑工程的抗震分析,地铁工程的抗暴分析等诸多实际工程【俊弹性波理论研究,已经取得很多成果,这些分析结果广泛指导着实际工程问题,如地震预测、震后分析等抗震问题,能源开采的地质分析问题、随着材料科学的发展,新!!!!!!!!!猧
宣蔷小民和应崇福二人,用模式匹配方法,对板的型导散射分析【俊=ò迩蚍周救的弹性波的研究方向逐渐向新材料的强度分析方面发展【”。大量新课题的涌现,问题动界面形式越来越多样化,给弹性波的研究提出新的挑战。工程实际中遇到的问题越来越复杂,弹性波理论的研究已经不能局限于均匀弹性介质的半空间、全空间问题,研究对象也不仅仅是结构简单的、几何形状规则的圆孔和圆柱,新的研究开始转向对非均匀的弹性四:分之一甚至八分之一空间的研究,许多不规则的结构和更加复杂的界面的动态问题的涌现,将弹性波动理论的研究新推向一个新高度。对纤维增强型复合材料的强度分析,为学者们