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半空间裂纹与弹性夹杂的相互作用

闫培雷  
【摘要】: 本文在弹性动力学范畴内,采用Green函数、复变函数和多极坐标方法研究了半空间中圆柱形弹性夹杂及其附近任意位置裂纹对SH波的散射问题。首先,构造了适合本文问题的Green函数,该函数为含有圆柱形弹性夹杂的弹性半空间中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。利用构造出的Green函数,即可求解半空间中圆柱形弹性夹杂及其附近任意位置裂纹对SH波的散射。其次,采用裂纹“切割”方法构造裂纹:沿裂纹位置施加反向应力,即在欲出现裂纹区域加置与夹杂对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,并得到圆柱形弹性夹杂和裂纹同时存在条件下的位移场与应力场。最后,讨论了不同参数条件下(入射波数、入射角度、圆柱形弹性夹杂的埋藏深度、圆柱形弹性夹杂与基体的波数比、圆柱形弹性夹杂与基体的剪切模量比、裂纹位置)圆柱形弹性夹杂周围的动应力集中系数,水平表面位移、裂纹尖端动应力强度因子的变化情况。


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