半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂及圆孔对SH波的散射

发布时间：2020-06-27 14:52

【摘要】：采用复变函数法,结合"保角映射"技术及Green函数法,研究SH波作用下半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂以及圆形孔洞的散射问题。首先,利用"保角映射"技术将椭圆夹杂映射为圆夹杂,求出散射波位移场,同时,利用Green函数法与"虚设点源"的方法,求出半空间内椭圆夹杂以及圆孔的位移及应力场;然后,根据椭圆夹杂周围位移、应力连续、圆孔周围应力自由的边界条件,建立无穷线性代数方程组,求解出波函数中的未知系数;最后,在脱胶部分施加大小相等、方向相反的应力,构造出"脱胶模型",得到半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂以及圆形孔洞的总位移场。数值算例表明,入射角度、入射波频率、缺陷之间的距离、夹杂埋深及脱胶角度等对动应力集中因子有较大影响。
【图文】：

7动应力集中因子对于工程实践来说，不规则缺陷、复合缺陷周围的动应力集中情况更符合实际，因此，本文中主要讨论脱胶椭圆夹杂周围DSCF的变化情况，根据参考文献［1］，动应力集中因子τ*θz可被定义为:τ*θz=τ(ct)θz，Ⅰ/τ0(32)式中:τ*θz表示椭圆夹杂周边的动应力集中因子，τ(ct)θz，Ⅰ表示椭圆夹杂周边的应力，τ0为入射波产生的最大幅值，且τ0=W0μ1k1。8算例及分析通过给出具体算例，分析在不同的入射角度、入射波数、夹杂埋深、缺陷之间的距离、脱胶角度、介质软硬程度等影响下，脱胶椭圆夹杂周围的τ*θz的分布情况。引入无量纲参数μ*1=μ2/μ1，k*1=k2/k1，椭圆长、短轴比为a/b=1．25，入射角度为α，脱胶角度θ*1=θ2/θ1，夹杂的埋深采用无量纲参数h/a。椭圆夹杂与圆孔的位置坐标用无量纲参数d/r。为了验证计算结果的准确性，将本文的研究模型退化为半无限空间中圆形孔洞的模型，取与文献［15］相同的参数，其中μ2=0，k21=1．0，a/b=1．25，d/r=0，无量纲位置参数取h/a=12．0，入射角度为α=90°时，图3为τ*θz的分布情况，其与文献［15］的结果一致，证明本文的计算方法准确可行。由图4可以看出，τ*θz在上半部分的值明显大于下半部分，且变化更加复杂。在下半部分的最大值在θ=269°时为3．90，比出现脱胶部分的最大值降低了46%，由此可知，脱胶结构的存在会使能量重新分配，对动应力集中因子的影响较大。图3SH波垂直入射时

7动应力集中因子对于工程实践来说，不规则缺陷、复合缺陷周围的动应力集中情况更符合实际，因此，本文中主要讨论脱胶椭圆夹杂周围DSCF的变化情况，根据参考文献［1］，动应力集中因子τ*θz可被定义为:τ*θz=τ(ct)θz，Ⅰ/τ0(32)式中:τ*θz表示椭圆夹杂周边的动应力集中因子，τ(ct)θz，Ⅰ表示椭圆夹杂周边的应力，τ0为入射波产生的最大幅值，且τ0=W0μ1k1。8算例及分析通过给出具体算例，分析在不同的入射角度、入射波数、夹杂埋深、缺陷之间的距离、脱胶角度、介质软硬程度等影响下，脱胶椭圆夹杂周围的τ*θz的分布情况。引入无量纲参数μ*1=μ2/μ1，k*1=k2/k1，椭圆长、短轴比为a/b=1．25，入射角度为α，脱胶角度θ*1=θ2/θ1，夹杂的埋深采用无量纲参数h/a。椭圆夹杂与圆孔的位置坐标用无量纲参数d/r。为了验证计算结果的准确性，将本文的研究模型退化为半无限空间中圆形孔洞的模型，取与文献［15］相同的参数，其中μ2=0，k21=1．0，a/b=1．25，d/r=0，无量纲位置参数取h/a=12．0，入射角度为α=90°时，图3为τ*θz的分布情况，其与文献［15］的结果一致，证明本文的计算方法准确可行。由图4可以看出，τ*θz在上半部分的值明显大于下半部分，且变化更加复杂。在下半部分的最大值在θ=269°时为3．90，比出现脱胶部分的最大值降低了46%，由此可知，脱胶结构的存在会使能量重新分配，对动应力集中因子的影响较大。图3SH波垂直入射时

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本文编号：2731953