功能梯度磁电弹材料层状结构中Love波的传播分析

研究了带有初应力的功能梯度磁电弹半空间上含有带有初应力的磁电弹覆盖层结构中Love波的传播特性.基于基底和覆盖层均带有初应力的功能梯度磁电弹覆盖层介质中Love波的波速方程,考察基底和覆盖层不同的初应力和不同的电磁学边界及界面条件对Love波波速的影响,从而分析了基底和覆盖层都带有初应力的功能梯度磁电弹层状结构中Love波的传播特性.     

梯度磁电弹材料界面的Stoneley波波速研究

研究均匀弹性半空间(y ≤ 0)和功能梯度磁电弹半空间(y≥0)界面的Stoneley波的波速.基于弹性介质和磁电弹介质的本构方程、运动方程和界面连续条件,得到了弹性半空间(y≤0)和磁电弹半空间(y≥0)界面处的Stoneley界面波波速方程,并讨论了梯度系数对波速的影响.研究结果对于界面波器件的研制提供理论依据.     

功能梯度材料中Stoneley波的传播特性分析

研究功能梯度弹性半空间(y≤0)和功能梯度磁电弹半空间(y≥0)界面的Stoneley波传播特性.基于两个介质的本构方程、控制方程和界面连续条件,推导出功能梯度材料界面处的Stoneley波波速方程,通过数值模拟,得到功能梯度材料中Stoneley波的色散曲线,并分析功能梯度材料中Stoneley波传播特性.     

带有初应力磁电弹覆盖层介质中Love波的传播特性分析

研究了均匀半空间上含有有限厚度的初应力磁电弹覆盖层结构中Love波的传播特性问题.基于带有初应力磁电弹覆盖层介质中Love波的波速方程,针对不同的电磁学边界条件进行数值模拟计算,考察不同的初应力和不同的电磁学边界条件对Love波波速的影响,从而分析了带有初应力磁电弹覆盖层的介质中Love波的传播特性.     

充液功能梯度材料圆柱壳振动特性的波动解

利用波动法,研究充满非粘滞不可压缩流体的,功能梯度材料圆柱壳的振动特性.相关的轴向形态用指数函数来近似,在两端简支、一端固支另一端简支和两端固支边界条件下,计及流体的影响,理论研究了壳的振动频率.通过与现有文献研究结果的比较,验证了该方法的有效性和精确性,发现二者吻合得很好.     

指数型功能梯度材料平面问题应力场通解

研究了功能梯度材料平面问题的应力场,引入Ariy应力函数,将问题转化为四阶偏微分方程,然后利用坐标变换方法,求得了应力函数的通解,进而得到了应力场的通解.     

Christoffel方程方法研究带有初应力压电介质中的表面波

利用Christoffel方程的方法研究了带有初应力的半无限大压电介质中的表面波.基于带有初应力的压电介质的控制方程和本构方程,构建带有初应力的Christoffel方程.再结合半空间应力自由的表面条件和电学的边界条件,得到了电学开路和电学短路时表面波的波速方程.这些结果可以为新型压电介质表面波器件的研究提供重要的理论依据.     

条状功能梯度材料中偏心裂纹对反平面简谐波的散射问题

利用Schmidt方法研究了条状功能梯度材料中偏心裂纹对反平面简谐波的散射问题,裂纹垂直于条状功能梯度材料的边界．通过Fourier变换,问题可以转换为对一对未知变量是裂纹表面位移差的对偶积分方程求解．为了求解对偶积分方程,把裂纹表面的位移差展开为Jacobi多项式级数形式,进而得到了功能梯度参数、裂纹位置以及入射波频率对应力强度因子影响的规律．     

带有初应力磁电弹覆盖层的介质中Love波的波速方程

研究了均匀半空间上含有有限厚度的初应力磁电弹覆盖层结构中Love波的波动方程问题.基于初应力下磁电弹材料的运动方程,应力自由的表面条件和连续的界面条件,得到了电磁学开路和短路时Love波的波速方程.结果对新型磁电弹表面波器件的理论研究具有重要的意义.     

正交各向异性功能梯度材料Ⅲ型裂纹尖端动态应力场

研究了无限大正交各向异性功能梯度材料Griffith裂纹受反平面剪切冲击作用的问题.材料两个方向的剪切模量假定为成比例按特定梯度变化.通过采用积分变换-对偶积分方程方法,获得了裂纹尖端动态应力场.动态应力强度因子计算结果显示:增加剪切模量梯度或增加垂直于裂纹面方向的剪切模量可以抑制动态应力强度因子的幅值.     

不规则界面对扭转表面波在初应力各向异性多孔弹性层中传播的影响

研究了扭转表面波在一个半无限非均匀半空间中的传播,半空间上覆盖着具有初始应力的各向异性多孔弹性层,弹性层的刚度和密度线性地变化,造成了界面的不规则性．半空间中界面的不规则性,用一个矩形形式表示．可以发现,扭转表面波在这样假定的介质中传播,得到了没有不规则性时的扭转表面波的速度方程．还可以发现,对于均匀半空间覆盖的层状介质,扭转表面波的速度与Love波的速度相一致．     

压电压磁复合材料中界面裂纹对弹性波的散射

利用Schmidt方法分析了压电压磁复合材料中可导通界面裂纹对反平面简谐波的散射问题．经过富里叶变换得到了以裂纹面上的间断位移为未知变量的对偶积分方程A·D2在求解对偶积分方程的过程中,裂纹面上的间断位移被展开成雅可比多项式的形式．数值模拟分析了裂纹长度、波速和入射波频率对应力强度因子、电位移强度因子、磁通量强度因子的影响A·D2从结果中可以看出,压电压磁复合材料中可导通界面裂纹的反平面问题的应力奇异性形式与一般弹性材料中的反平面问题应力奇异性形式相同．     

压电压磁复合材料中一对平行裂纹对弹性波的散射

利用Schmidt方法对压电压磁复合材料中一对平行对称裂纹对反平面简谐波的散射问题进行了分析,借助富里叶变换得到了以裂纹面上的间断位移为未知变量的对偶积分方程．在求解对偶积分方程的过程中,裂纹面上的间断位移被展开成雅可比多项式的形式,最终获得了应力强度因子、电位移强度因子、磁通量强度因子三者之间的关系．结果表明,压电压磁复合材料中平行裂纹动态反平面断裂问题的应力奇异性与一般弹性材料中的动态反平面断裂问题的应力奇异性相同,同时讨论了裂纹间的屏蔽效应．     

三维粘弹性分层介质中平稳随机波的传播

研究平稳随机波在粘弹性分层横观各向同性介质中的传播问题．将岩层考虑为分层介质,各层性质不同,岩层位于基岩上面,并且认为基岩比岩层刚很多,在基岩处给出随机激励．在频率和波数域中将控制方程化为常微分方程求解．对常微分方程,应用两点边值问题的精细积分法进行求解．因此,近年来发展的应用于结构随机振动的虚拟激励法可推广于当前分层岩层响应的计算．     

Propagation of SH‐wave in an initially stressed orthotropic medium sandwiched by a homogeneous and an inhomogeneous semi‐infinite media

The paper presents a study of propagation of shear wave (SH‐wave) in an orthotropic elastic medium under initial stress sandwiched by a homogeneous semi‐infinite medium and an inhomogeneous half‐space. The technique of separation of variables has been adopted to get the analytical solutions for the dispersion relation in a closed form. The propagation of SH‐waves is influenced by inhomogeneity parameters and initial stress parameter. Velocities of SH‐waves are calculated numerically for different cases. As a special case when the intermediate layer and half‐space are homogeneous, computed frequency equation coincides with general equation of Love wave. To study the effect of inhomogeneity parameters and initial stress parameter, we have plotted the velocity of SH‐wave in several figures and observed that the velocity of wave decreases with the increases of non‐dimensional wave number. It can be found that the phase velocity decreases with the increase of inhomogeneity parameters. We observed that the velocity of SH‐wave decreases with the increases of initial stress parameter in both homogeneous and inhomogeneous media. GUI has been developed by using MATLAB to generalize the effect of the parameters discussed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

各向异性压电介质摩擦接触界面波动特性分析

应用Fourier(傅立叶)分析及奇异积分方程技术研究了弹性波与一般压电介质单侧接触界面的相互作用问题.以界面只产生滑移不分离的情况为例,分析了问题的求解思路和过程,给出了弹性波引起界面滑移或分离的条件.以六角晶系极化碳酸钡陶瓷材料和三角晶系石英材料为例,分析了不同材料摩擦接触界面对弹性波入射的不同反应,给出了不同的入射角及不同的外加压力和电场对界面的影响特性.界面产生滑移和分离时,问题的边界条件具有非线性,导致高频谐波出现,以石英材料为例分析了高频成分随外加条件的变化特性.     

Propagation of axisymmetric longitudinal waves in a finitely prestrained circular cylinder imbedded in a finitely prestrained infinite elastic body

Within the framework of a piecewise homogeneous body model and with the use of the three-dimensional linearized theory of elastic waves in initially stressed bodies (TLTEWISB), the propagation of axisymmetric longitudinal waves in a finitely prestrained circular cylinder (fiber) imbedded in a finitely prestrained infinite elastic body (matrix) is investigated. It is assumed that the fiber and matrix materials have the same density and are in compressible. The stress-strain relations for them are given through the Treloar potential. Numerical results regarding the influence of initial strains in the fiber and matrix on wave dispersion are presented and discussed. These results are obtained for the following cases: the fiber and matrix are both without initial strains; only the fiber is prestretched; only the matrix is prestretched; the fiber and matrix are both prestretched simultaneously; the fiber and matrix are both precompressed simultaneously. Russian translation published in Mekhanika Kompozitnykh Materialov, Vol. 44, No. 5, pp. 665–684, September–October, 2008.     

Propagation of torsional waves in a prestretched compound hollow circular cylinder

The propagation of torsional waves in a prestressed compound (bi-layered) hollow circular cylinder is in vestigated within the frame work of a piecewise homogeneous body model, with the use of a three-dimensional linerized theory of elastic waves in initially stressed bodies. The elasticity relations for components of the compound cylinder are obtained from the Murnaghan potential. Numerical investigations are performed for bronze and steel. According to the results obtained, the effect of variations in the geometric (the ratio between the thickness of the cylinder and its inner radius) and mechanical parameters on the dispersion curves are analyzed. Russian translation published in Mekhanika Kompozitnykh Materialov, Vol. 44, No. 1, pp. 103–116, January–February, 2008.     

横观各向同性电磁弹性介质中裂纹对SH波的散射

研究横观各向同性电磁弹性介质中裂纹和反平面剪切波之间的相互作用．根据电磁弹性介质的平衡运动微分方程、电位移和磁感应强度微分方程,得到SH波传播的控制场方程．引入线性变换,将控制场方程简化为Helmholtz方程和两个Laplace方程A·D2通过Fourier变换,并采用非电磁渗透型裂面边界条件,得到了柯西奇异积分方程组．利用Chebyshev多项式求解积分方程,得到应力场、电场和磁场以及动应力强度因子的表达,并给出了数值算例．