剪切波作用下埋藏刚性椭圆柱与周围介质部分脱胶时的动力分析

本文利用波函数展开法和奇异积分方程技术研究了ＳＨ型反平面剪切波作用下埋藏刚性椭圆柱与周围介质部分脱胶时的动力特性．将脱胶区看作表面不相接触的椭圆弧形界面裂纹，利用波函数（Ｍａｔｈｉｅｕ函数）展开法，并引人裂纹面的位错密度函数为未知量，将问题归结为奇异积分方程，通过数值求解积分方程获得了远场和近场物理参量，并讨论了共振特性和各参数对共振的影响．     

SH波对有部分脱胶衬砌的圆形孔洞的散射

本文研究了圆形孔洞内衬砌与孔洞部分脱胶时对ＳＨ波的散射．将脱胶区看作表面不相接触的弧形界面裂纹，利用波函数展开法，并引入裂纹面的位错密度函数，将问题归结为一组奇异积分方程．通过数值计算获得了动应力强度因子（ＤＳＩＦ）和远场位移及散射截面（ＳＣＳ）．结果显示：由于脱胶，ＤＳＩＦ和ＳＣＳ在较低的频率上发生共振．     

尖端具有线性粘着力作用的加层空间的界面裂纹对稳态弹性波的散射

本文研究一类粘着型界面裂纹的弹性波散射问题．文中利用积分变换和积分方程方法推导了确定这类问题的奇异积分方程组．采用围道积分技术和切比雪夫多项式展开技术，得到了待定系数的非线性代数方程组．最后本文给出裂纹尖端粘着区的大小和界面应力的数值结果．     

奇异积分方程在裂纹体弹性波散射问题中的应用

结合２０多年来国内外的研究成果，评述奇异积分方程在裂纹体弹性波散射问题中的应用，特别是在界面裂纹散射问题中的应用．讨论如何将裂纹散射问题归结为奇异积分方程、如何用数值法求解这些方程等问题，并指出奇异积分方程法与其他积分方程法的关系．最后展望了奇异积分方程在裂纹体散射问题中可能的应用前景     

平面波对有部分脱胶衬砌的圆形孔洞的散射

将波函数展开法与奇异积分方程技术相结合研究了平面波对有部分脱胶衬砌的圆形孔洞的散射。将脱离区看作弧形裂纹并忽略裂纹表面的相互作用。将衬砌和基体中的波场展开成Fou-rier-Bessel级数,利用混合边界条件得到一组对偶级数方程组并进一步转化成Hilbert奇异积分方程。数值求解给出了脱离区大小和衬砌厚度对动应力强度因子(DSIF)和散射截面(SCS)的影响。结果显示由于脱胶,动应力强度因子和散射截面呈现明显的低频共振特性。     

多个纵向环形界面裂纹对P波散射的动应力强度因子

研究多个纵向环形界面裂纹的P波散射问题.以裂纹面的位错密度函数为未知量,利用Fourier积分变换,将问题归结为第二类奇异积分方程,然后通过数值求解,获得裂纹尖端的动应力强度因子.最后给出了双裂纹动应力强度因子随入射波频率变化的关系曲线.     

折线型裂纹对SH波的动力响应

利用Fourier积分变换方法,得出了无限平面中用裂纹位错密度函数表示的单裂纹散射场.根据无穷积分的性质,把单裂纹的散射场分解为奇异部分和有界部分.利用单裂纹的散射场建立了折线裂纹在SH波作用下的Cauchy型奇异积分方程.根据折线裂纹散射场和所得的积分方程讨论了裂纹在折点处的奇性应力及折点处的奇性应力指数.利用所得的奇性应力定义了折点处的应力强度因子.对所得Cauchy型奇积分方程的数值求解,可得裂纹端点和折点处的动应力强度因子.     

尖端具有吸附性接触的界面裂纹对瞬态弹性波作用下的动态响应

建立并研究一类接触型界面裂纹模型对瞬态弹性波作用下的动态响应问题。文中利用积分变换和积分方程法推导了确定这类问题的奇异积分方程组。采用围道积分技术和切比雪夫多项式展开技术，得到了待定系数的非线性代数方程组。最后给出了裂纹尖端接触区大小和接触应力随时间变化的数值结果，揭示了这种接触裂纹的动力学特性及物理上的合理性。     

园柱壳中环裂纹对弹性波的散射

本文在经典弹性薄壳运动方程基础上,分析了圆柱壳中环向穿透裂纹对扭转波和膨胀波的散射,求得了反射系数及相应的动态应力强度因子。通过检查能量平衡关系验证了所用方法的正确性。     

DYNAMIC INTERACTION OF PLANE WAVES WITH A UNILATERALLY FRICTIONALLY CONSTRAINED INCLUSION-TIME DOMAIN BOUNDARY ELEMENT ANALYSIS

A 2D time domain boundary element method (BEM) is developed to solve the transient scattering of plane waves by a unilaterally frictionally constrained inclusion. Coulomb friction is assumed along the contact interface. The incident wave is assumed strong enough so that localized slip and separation take place along the interface. The present problem is in effect a nonlinear boundary value problem since the mixed boundary conditions involve unknown intervals (slip, separation and stick regions). In order to determine the unknown intervals, an iterative technique is developed. As an example, we consider the scattering of a circular cylinder embeddedin an infinite solid.     

单侧摩擦接触约束夹杂物与平面波的动力相互作用--时域边界元分析

应用时域边界元法研究了瞬态平面波对单侧摩擦约束夹杂物的散射问题.假设界面摩擦遵守库仑定理.当入射波足够强时界面会出现局部分离和滑移.由于边界上的区域(分离区、滑移区和粘着区)是未知的,所以该问题实际上是个复杂的边界非线性问题.为了确定未知区域,该文发展了一种有效的迭代技术.作为算例,计算了一个无限域中圆柱埋置夹杂物对瞬态平面波的散射问题.     

折线裂纹和两相材料界面的相互作用

利用螺位错基本解建立了和界面相交的折线裂纹的Cauchy型积分方程.根据奇异积分方程理论,得出了确定折线裂纹和界面交点处的奇性应力指数的特征方程,以及交点处各角形域内的奇性应力.利用所得的交点处的奇性应力定义了折线裂纹和界面交点处的应力强度因子.对所得积分方程进行数值求解,可得裂纹端点以及裂纹和界面交点处的应力强度因子.     

SH波作用下界面任意形状孔洞附近的动应力集中

采用Green函数和复变函数法求解了平面SH波在界面任意形状孔洞上的散射问题.首先,取含有任意形状凹陷的弹性半空间,在其水平表面上任意一点承受时间谐和的反平面线源荷载作用时的位移场作为Green函数.然后,按契合方式构造出界面任意形状孔洞对SH波的散射模型,利用所得Green函数按界面位移连续条件建立求解问题的定解积分方程组,求解界面孔附近的动应力集中系数. 最后,给出了界面上椭圆孔和方孔边缘动应力集中系数的数值结果,并讨论了不同介质参数和孔洞形状对孔附近动应力集中系数的影响.     

SCATTERING OF ANTI-PLANE SHEAR WAVES BY A SINGLE CRACK IN AN UNBOUNDED TRANSVERSELY ISOTROPIC ELECTRO-MAGNETO-ELASTIC MEDIUM

A theoretical treatment of the scattering of anti-plane shear (SH) waves is provided by a single crack in an unbounded transversely isotropic electro-magneto-elastic medium. Based on the differential equations of equilibrium, electric displacement and magnetic induction intensity differential equations, the governing equations for SH waves were obtained. By means of a linear transform, the governing equations were reduced to one Helmholtz and two Laplace equations. The Cauchy singular integral equations were gained by making use of Fourier transform and adopting electro-magneto imperme ableboundary conditions. The closed form expression for the resulting stress intensity factor at the crack was achieved by solving the appropriate singular integral equations using Chebyshev polynomial. Typical examples are provided to show the loading frequency upon the local stress fields around the crack tips. The study reveals the importance of the electro-magneto-mechanical coupling terms upon the resulting dynamic stress intensity factor.     

三维基体裂纹与界面垂直接触的线奇异分析

使用三维断裂力学的超奇异积分方程方法,对两相材料中出现的三维基体裂纹与材料分界面垂直接触的应力线奇异问题作了理论分析,求得了线奇异界面应力的表达式     

ON THE PLANE PIEZOELECTRIC PROBLEM OF A LOADED CRACK TERMINATING AT A MATERIAL INTERFACE

The plane problem of a crack terminating at the interface of a bimaterial piezoelectric,and loaded on its faces, is treated. The emphasis is placed on how to transform this problem into anon-homogeneous Hilbert problem. To make the derivation tractable, the concept of the axial conju-gate is introduced and related to the complex conjugate. The angle between the crack line and the inter-face may be arbitrary. Numerical results are given to illustrate the stress singularity at crack tip.     

垂直参数激励表面波研究进展

受外激励的充液刚性容器中流体的波动问题有实际的工程应用背景.竖直方向的受周期性外激励的充液容器的自由表面波问题--Faraday波问题是流体力学三大不稳定性难题之一(另外两个不稳定性问题是Rayleigh-B\'enard对流和Taylor-Couette流).本文综述了在理想流体中和弱粘性流体中Faraday波的研究成果;介绍了作者在底部垂直激励的圆柱形容器中流体表面波图谱的实验研究和理论分析的结果.最后提出有待进一步研究的问题.图13,参74      

各向异性介质的弹性波散射问题的边界元方法

本文引用加权残数法建立了各向异性介质内含任意形式异质夹杂时的散射问题的边界积分方程式,导出了相应的辐射条件,计算了内含圆柱体,椭圆柱体、界面裂纹情形下对SH 波的散射位移场、应力场以及散射横截面.数值结果表明本方法用于解答各向异性介质的弹性波散射问题具有良好的精度和应用前景.     

SH波散射与界面圆孔附近的动应力集中

建立了求解含有界面圆孔的二种不同弹性组合介质中ＳＨ波的散射和界面圆孔附近的动应力集中问题的Ｇｒｅｅｎ函数法给出了一个具有半圆形缺口的弹性半空间水平表面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取基本解作为Ｇｒｅｅｎ函数，建立起问题的定解积分方程最后给出了界面圆孔的动应力集中的算例和结果，并讨论了不同介质参数的组合对动应力集中的影响     

平行于异材界面的三维椭圆平片裂纹分析

讨论了拉伸载荷作用下平行于两相材料界面的椭圆平片裂纹问题．首先,使用有限部积分概念和两相材料界面完全接合时的点力基本解导出了一组以裂纹表面位移差为未知函数的超奇异积分方程组．该组方程表明,此时三种裂纹模型同时存在;其次,在数值求解该组方程的过程中,未知函数裂纹表面位移差被近似为位移差的基本密度函数与多项式之积．基本密度函数反映了裂纹前沿应力奇性性态;最后,以拉伸载荷为例,讨论了椭圆平片裂纹与界面的距离、裂纹形状比和不同材料组合对应力强度因子的影响,并以图表形式给出。