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《哈尔滨工程大学》 2010年
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直角域中圆形夹杂与裂纹反平面动力的相互作用

折勇  
【摘要】:本文采用复变函数、多极坐标移动技术和Green函数方法研究了SH波作用下直角域中圆形孔洞(夹杂)及其附近任意方位直线裂纹的相互作用问题。首先,构造出了应用于求解本文问题的Green函数,该函数为时间谐和反平面线源荷载作用于含有圆形孔洞(夹杂)直角域时的位移函数解。利用构造出的Green函数,即可求解直角域中圆形孔洞(夹杂)及其附近裂纹对SH波的散射。其次,采用裂纹“切割”的方法构造裂纹,即在欲出现裂纹区域上加载与直角域中圆形孔洞(夹杂)对SH波散射产生的应力相对应大小相等、方向相反的连续反平面荷载,从而构造出裂纹,并因而得到直角域中圆形孔洞(夹杂)和裂纹同时存在条件下的位移与应力场。最后,讨论了直角域不同的介质参数、圆形孔洞(夹杂)埋深及裂纹方位和长度条件下圆形孔洞(夹杂)周边的动应力集中系数、直角域的表面位移与裂纹尖端的动应力强度因子变化情况。本文具体研究工作概括为以下几点: 1.研究了直角域中圆形孔洞对SH波的散射与地震动。求解问题的关键是要构造一个能够自动满足直角域表面应力自由边界的散射波,该散射波利用SH波散射自身的对称性质来构造,并由圆孔应力自由边界来确定。最终则可将散射波问题归结为一个无穷代数方程组的求解。最后给出了具体算例,讨论了直角域不同的介质参数和圆孔埋深对孔边动应力集中系数分布及直角域表面位移的影响。 2.求解了应用于论文研究工作的Green函数,即时间谐和反平面线源荷载作用于含有圆形孔洞(夹杂)弹性直角域时的位移函数解,并讨论了Green函数的连续性、奇异性等性状。 3.研究了SH波对直角域中圆形孔洞及其附近任意方位直线形裂纹的散射问题。利用构造出的Green函数,采用“人工切割”的方法构造裂纹,导出了圆形孔洞与裂纹相互作用的位移场、应力场,研究了圆形孔洞周边的动应力集中情况、以及裂纹尖端的动应力强度因子。针对具体的算例,讨论了直角域中不同入射波数、入射角度、圆孔埋深、裂纹方位与长度等因素对孔边动应力集中系数、裂纹尖端动应力强度因子的影响。 4.研究了SH波对直角域中圆形夹杂及其附近直线形裂纹的散射问题。利用构造出的Green函数,采用“人工切割”的方法构造裂纹,推导出了圆形夹杂与裂纹相互作用的位移、应力表达式。针对具体的算例,讨论了不同入射波数、入射角度、圆形夹杂介质的剪切模量、圆形夹杂埋深、裂纹几何方位与长度对上述问题的影响。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O346.1

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨杰;半空间垂直界面裂纹及圆夹杂对SH波的散射[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘殿魁;林宏;;SCATTERING OF SH-WAVES BY AN INTERACTING INTERFACE LINEAR CRACK AND A CIRCULAR CAVITY NEAR BIMATERIAL INTERFACE[J];Acta Mechanica Sinica;2004年03期
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3 刘殿魁,田家勇;SH波对界面圆柱形弹性夹杂散射及动应力集中[J];爆炸与冲击;1999年02期
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9 林宏,刘殿魁;半无限空间中圆形孔洞周围SH波的散射[J];地震工程与工程振动;2002年02期
10 齐辉,王艳,刘殿魁;半无限空间界面附近SH波对圆形衬砌的散射[J];地震工程与工程振动;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李宏亮;SH波作用下孔洞、夹杂与直线形裂纹的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 杨在林;SH波作用下半空间中夹杂与裂纹的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 周利剑,孙建刚,张云峰;立式储罐抗震设计新方法[J];四川建筑科学研究;2005年03期
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5 罗晓勇;施养杭;;混凝土断裂的研究现状与展望[J];四川建筑科学研究;2008年06期
6 解振涛;吴体;高永昭;张俊发;;采用有限元模拟自由场地震响应的探讨[J];四川建筑科学研究;2009年05期
7 王雪浪;;坝坡地震永久变形分析[J];四川建筑科学研究;2009年05期
8 王赞芝;胡如成;张鹏;吴辉琴;邓宇;叶雁冰;黄世斌;陈劲飙;;多跨连续梁弯曲自由振动的波动解法[J];四川建筑科学研究;2010年02期
9 熊辉;李正良;晏致涛;汪之松;张晓敏;;地震反应谱、功率谱以及傅立叶谱关系探讨[J];四川建筑科学研究;2011年02期
10 陈庆;项宗方;;地下结构抗震研究现状综述[J];四川建筑科学研究;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张伯艳;李德玉;何建涛;;施工期裂缝对拱坝静动力响应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 张翠然;陈厚群;涂劲;;频率非平稳对大岗山拱坝非线性响应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 邹晓红;王银邦;冯义然;;浅海重力式平台在三维地震作用下的动力分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 谯雯;刘国明;;基于黏弹性人工边界的防洪堤动力有限元分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
5 连海宁;林卫勇;胡进军;;Ⅰ_1建筑场地反应谱参数取值探讨[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
6 吴云泉;陈海天;顾红军;陈太林;;地震灾害对坑道式洞库的影响研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
7 史文谱;陈瑞平;张春萍;李莉;李禄昌;;直角平面内马蹄形孔洞对SH波的散射[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
8 史文谱;张春萍;李莉;李禄昌;;四分之一空间内椭圆孔对SH(Shearing Horizontal,反平面剪切)波的散射[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
9 杨在林;孙柏涛;刘超;;双相介质界面附近圆形孔洞与裂纹对SH波的散射[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
10 许美娟;杨在林;;冲击载荷作用下圆形衬砌与裂纹的相互作用及地震动[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王永军;含形状记忆合金复合结构振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
3 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
4 姚锦宝;考虑土—结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究[D];北京交通大学;2010年
5 郑华升;树脂基碳纤维智能层的功能特性及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
6 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 郜新军;地震及列车竖向荷载作用下大跨桥梁动力响应分析研究[D];北京交通大学;2011年
8 李建宝;声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D];北京交通大学;2011年
9 何伟;地下结构地震响应及其与地表建筑的影响研究[D];大连理工大学;2011年
10 常磊;结构地震能量反应分析及其在超高层巨型框架结构中的应用研究[D];合肥工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张伟杰;高层建筑和高耸结构的简化动力分析[D];河南理工大学;2010年
2 吴淼男;双相介质中导波问题研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 张宛君;齿轮传动接触问题的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 王松;大型沉箱码头的非线性动力反应分析[D];长沙理工大学;2010年
5 芮伟国;双菱塔斜拉桥地震反应与推倒分析研究[D];长沙理工大学;2010年
6 鉴学升;隧道爆破对地面振动影响的研究[D];长沙理工大学;2010年
7 王子昱;大跨度双塔斜拉桥地震反应分析及抗震措施研究[D];长沙理工大学;2010年
8 刘望球;基于Patran的水泥路面破碎机理研究及设备研制[D];长沙理工大学;2010年
9 邓海龙;混凝土重力坝时效位移与损伤度及其对比分析研究[D];南昌大学;2010年
10 杨超;城市供水管网震害评估研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史文谱;王中训;褚京莲;;二维直角平面内多个圆孔对稳态平面SH波的散射[J];船舶力学;2009年05期
2 袁晓铭,廖振鹏;圆弧形凹陷地形对平面SH波散射问题的级数解答[J];地震工程与工程振动;1993年02期
3 崔志刚,邹永超,刘殿魁;SH波对圆弧形凸起地形的散射[J];地震工程与工程振动;1998年04期
4 林宏,刘殿魁;半无限空间中圆形孔洞周围SH波的散射[J];地震工程与工程振动;2002年02期
5 齐辉,王艳,刘殿魁;半无限空间界面附近SH波对圆形衬砌的散射[J];地震工程与工程振动;2003年03期
6 李彤,王国庆,刘殿魁;SH波在含圆形孔洞的半圆形凸起处的散射[J];地震工程与工程振动;2003年05期
7 梁建文;巴振宁;;弹性层状半空间中沉积谷地对入射平面SH波的放大作用[J];地震工程与工程振动;2007年03期
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 刘殿魁,林宏;浅埋的圆柱形孔洞对SH波的散射与地震动[J];爆炸与冲击;2003年01期
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2 郭宝科;移动载荷作用下层状介质中裂纹的动态响应问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 郭宝科;移动载荷作用下层状介质中裂纹的动态响应问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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5 李宏亮;SH波作用下孔洞、夹杂与直线形裂纹的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2004年
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7 王裕;硼化锆基超高温陶瓷材料的组织结构及热冲击性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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9 闫德俊;高速列车底架用铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展特性[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 张学义;SH波作用下复合缺陷问题研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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