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SH波作用下孔洞、夹杂与直线形裂纹的相互作用

李宏亮  
【摘要】:本文在线弹性力学范畴内,采用Green函数和裂纹切割相结合的方法研究了在SH波作用下圆形孔洞、基体中圆形夹杂或半圆形凹陷地形与其附近任意直裂纹的相互作用问题。首先构造了一个适合解答本文问题的Green函数,该函数为含有孔洞、基体夹杂时弹性空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解,或含有半圆形凹陷地形时弹性半空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解。然后采用裂纹“切割”方法建立问题的求解积分:即从缺陷(包括孔洞、基体夹杂、半圆形凹陷地形)对SH波散射问题出发,沿裂纹位置施加反向应力,即在欲出现裂纹区域加置与缺陷对SH波散射产生应力相对应的大小相等,方向相反的出平面荷载,从而构造出裂纹,并因而得到缺陷和裂纹同时存在条件下的位移与应力表达式,利用此表达式讨论缺陷周围的动应力集中情况,讨论裂纹尖端动应力强度因子的变化。本文所作的具体工作如下: 1.以完整的弹性空间任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解为Green函数,利用一个具体例子分析了裂纹构造方法。讨论了Green函数的连续、奇异等性状。 2.研究了SH波入射情况下圆形孔洞与周围直线形裂纹的动应力集中问题。利用适用于此问题的Green函数,采用裂纹切割方法导出了圆形孔洞与裂纹相互作用的位移、应力表达式,研究了圆形孔洞周围的动应力集中情况,研究了裂纹尖端的动应力强度因子,并给出具体的算例,讨论了入射波数、入射角度、裂纹位置等因素对此问题的影响情况。 3.研究了SH波入射情况下圆形夹杂与周围直线形裂纹的动应力集中问题。利用适用于此问题的Green函数,采用裂纹切割方法导出圆形夹杂与裂纹相互作用的位移、应力表达式,研究了圆形夹杂周围的动应力集中情况,研究了裂纹尖端的动应力强度因子,并利用具体的算例,讨论了入射波数、


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