SH波入射覆盖层半空间圆孔及其圆夹杂的动力分析.pdfVIP

第３５卷第２期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３５ №．２ ２０１４年２月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｆｅｂ．２０１４ ＳＨ波入射覆盖层半空间圆孔及圆夹杂的动力分析 陈冬妮，齐辉 （哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：为揭示ＳＨ波作用下半空间中覆盖层对圆孔及夹杂动力的影响，基于大圆弧假定法求解所述散射问题，将原问 题转化为曲面边界问题．借助Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ定理先写出问题波函数的一般形式解，在满足边界条件的情况下再利用复变函 数法把问题化为求解波函数中未知系数的无穷线性代数方程组．算例结果表明，覆盖层刚度和厚度的变化及夹杂的存在 可显著改变圆孔周边动应力集中的分布。 关键词：地表覆盖层；圆孔；圆夹杂；ＳＨ波散射；大圆弧假定法；动应力集中；覆盖层半空间 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０６０７９ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｏｉ／ １０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０６０７９．ｈｔｍｌ 中图分类号：Ｏ３４３．１；Ｐ３１５．３　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１４）０２⁃０１７１⁃０６ Ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃａｖｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｍｐａｃｔｅｄ ｂｙ ＳＨ⁃ｗａｖｅ ｉｎ ａ ｌａｙｅｒｅｄ ｈａｌｆ⁃ｓｐａｃｅ ＣＨＥＮ Ｄｏｎｇｎｉ，ＱＩ Ｈｕｉ （ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅｏｆｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｉｍｐａｃｔｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｅｌａｓｔｉｃｌａｙｅｒｉｎａｈａｌｆ⁃ｓｐａｃｅｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃａｖｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＳＨ⁃ｗａｖｅ，ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｂ⁃ ｌｅｍ ｗａｓ ａｔｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ⁃ａｒｃ ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｗｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎｔｏ ｔｈｅ － ｃｕｒｖｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｐｒｏｂｌｅｍ．ＢｙｕｓｉｎｇｔｈｅＨｅｌｍｈｏｌｔｚｔｈｅｏｒｅｍ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＢｉｏｔ＇ｓｗａｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆ ｍｅｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｂｙ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎｔｏ ａｎ ｉｎｆｉｎｉｔｅｌｉｎｅａｒ ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎｆｏｒ ｓｅｅｋｉｎｇｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅｕｎｋｎｏｗｎ ｃｏ⁃ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ ｔｈｅ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｃａｎ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａ⁃ ｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃａｖｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｆａ