杆系结构弹性波传播的实验研究

利用ＳＨＰＢ装置，用空气枪加载就３５ＣｒＭｎＳｉ钢组成的杆系结构（平面Ｌ型、空间直角坐标Ｙ型）受冲击载荷作用的弹性波传播进行了实验研究，给出了一些力学现象，并利用广义特征线法给出了理论与实验的比较曲线，得到了一些有益的结论。     

平面杆系结构弹性波传播的实验研究

利用ＳＨＰＢ装置,用空气枪加载就３５ＣｒＭｎＳｉ钢组成的平面杆系结构受冲击载荷作用的弹性波传播进行了实验研究,给出了一些力学现象,并利用广义特征线法给出了理论与实验的比较曲线,得到了一些有益的结论．     

各向异性层状介质中弹性波的传播矩阵解法

基于广义胡克定律及混和变量弹性波方程，解析求得各层介质位移位，应力传播矩阵，给出了直角坐标系各向异性层状介质中弹性波的传播矩阵解法，该方法适用于非轴对称各向异性和点源作用，较好地解决了数值计算中有效数字精度损失问题，数值结果表明，计算效率，准确性及稳定性均较好。     

杆系结构受横向冲击载荷下弹性波传播的实验研究

利用 Ｓ Ｈ Ｐ Ｂ装置,用空气枪加载就 ３５ Ｃｒ Ｍｎ Ｓｉ钢组成的 Ｌ型杆系结构受横向冲击载荷作用的弹性波传播进行了实验研究,给出了一些力学现象,并与轴向冲击的实验进行了对比,得到了有益的结论。     

弹性波传播理论一些问题的研究现状和展望

本文简要地阐述了弹性波传播的一些基本理论,如位移势,表现定理及特征线理论等,并评述了两个领域内的问题。一为无限介质,半无限介质及层状介质中波的传播问题,重点在于地震波传播问题的解法。另一个领域为弹性波的绕射和散射。这一问题在动断裂、无损探伤及地震学中有重要的应用。评迷的重点是解题方法。 对本学科将来的发展也作了展望。认为反问题,随机波理论和在新技术领域中的应用是发展方向。在不少工程领域中的应用将越来越多地不能局限在弹性波范围内     

弹性波在螺栓搭接结构中传播行为的数值模拟

为了建立有效的基于弹性波的螺栓连接损伤检测方法,研究弹性波在连接结构中的传播行为至关重要.本文针对典型单螺栓搭接薄梁,采用非线性多物理场耦合有限元仿真方法,研究弹性波在连接结构中的传播行为.采用ANSYS中压电耦合单元建模MFC压电传感器,非线性接触单元建模螺栓连接结构,将接触面之间考虑为考虑摩擦接触的非线性关系.依次对螺栓施加预紧载荷,对结构施加模拟电压激励,进行非线性瞬态波传播分析.同时,本文对仿真结果进行了实验验证.结果表明,本文建立的有限元模型和分析方法能够有效地模拟弹性波在连接结构中的传播过程,数值预测的响应电压和实验结果吻合较好.针对非线性模型计算耗费大的问题,本文对非线性模型进行了线性化改进.具体为采用准静态接触有限元分析确定对接面有效接触面积的大小,然后将接触面积上对应节点绑定,进行线性瞬态波传播分析.结果表明:本文的线性方法能够有效模拟波传播过程,并能有效降低计算耗费;弹性波在连接梁中传播时,经过连接界面和螺栓位置时,传播路径、波形、幅值都发生了较大的变化.     

弹性波在饱和土层中的传播

本文在扼要综述以往有关的研究成果以后,通过一定的假设,推导出饱和土连续条件方程以及考虑土骨架与孔隙水之间耦合效应的动力平衡方程,从而得到一组饱和土层中的弹性波动方程,其中只应用了具有明确意义的土骨架和孔隙水力学参数。分析表明,无限饱和土层中可存在两种P波和一种S波;在渗透性很好的饱和土层中,孔隙水波速度最大可达到水中波速的3~(1/2)倍;在渗透性极差的饱和土中,两种P波同速,且可接近或大于水中波速;土的渗透性对S波的影响不如P波的显著,以此,可近似解释一些试验现象,对利用波速法测得合理的饱和土层特性参数以及相关学科也具有理论与应用价值。     

反射全息干涉和反射光弹性方法应用于应力波传播

在应力波传播过程中,半无限平面的聚酯模型在一个截面上的主应力分布解被实验所确定。应力波由摆式重锤的冲击所产生。应用两个外部适当的触发装置触发一个双脉冲红宝石激光器(0.5焦耳/每脉冲)。模型的一个表面做成全反射面,利用对这个表面的反射式全息干涉法和通过模型的另一表面的反射式光弹性法可以记录冲击后不同时间延迟的等和线与等差线条纹图。     

夹层圆柱壳中弹性波传播的辛特性分析

论文研究了正交各向异性夹层圆柱壳中轴对称自由简谐波的传播问题.通过对变量合理的组织变换,将结构本构方程化为状态空间形式,采用分段平均假设得到哈密顿矩阵,进而利用哈密顿系统下的辛数学方法,扩展的 Wittrick-Williams 算法及精细积分方法,得到各种夹层结构波传播问题的频散关系,并将该方法与多项式方法进行对比,验证了该方法在多孔结构波传播问题中的优越性.     

应力波在变截面体中的传播特性

对应力波在变截面体中的传播特性进行了理论研究和数值分析。以杆中一维纵波波动理论和谐波分析法为基础,研究截面变化所导致的应力波的波形弥散和波幅变化。推导了与截面变化相关的应力波演化因子,并对由于截面变化所造成的几何弥散等二维效应进行了分析,同时计算了变截面体的几何特征参数和截面变化等因素影响应力波演化规律的特点。     

弹塑性波的研究现状与趋势

本文系统总结了弹塑性波理论的研究现状,并介绍了当前在弹塑性波理论和相关的工程领域中的重要课题。分析并指出了今后弹塑性波问题的研究趋势。     

弹性拓扑材料研究进展

拓扑绝缘体起源于量子波动系统, 因其单向传输、能量无耗散等新奇物理性质, 近年逐渐被拓展到电磁波、声波、弹性波等经典波动领域, 为经典波的调控提供了新思路. 本文将系统介绍拓扑绝缘体理论及其在弹性波领域的相关研究进展. 首先以一维、二维离散点阵系统为例, 阐释拓扑物理研究中的基本数学、物理概念, 如狄拉克锥、能带翻转、贝里曲率、拓扑数等. 随后, 依次讨论弹性系统谷霍尔绝缘体、陈绝缘体、自旋霍尔绝缘体的设计思想及目前研究进展, 并讨论了近年来逐渐受关注的高阶拓扑现象. 最后, 讨论了静力学中拓扑孤立子、拓扑零能模式现象.     

On the derivation of the acoustic matrix for isotropic linearly elastic shells

In this paper, we obtain the modes and velocities of acceleration waves on a thin hyperelastic shell in terms of the second fundamental form, which represents the geometrical properties of the shell, and of seven elastic moduli derived from the velocities in a plate of the same material. Some examples are studied, and approximations obtained in the case of a shallow shell.

---

Sommario In questo lavoro si ottengono i modi e le velocità delle onde di accelerazione in una volta sottile iperelastica, con riferimento alla seconda forma fondamentale che rappresenta le proprietà geometriche della volta e a sette moduli elastici derivati dalle velocità in una piastra dello stesso materiale. Si studiano alcuni esempi e si presentano soluzioni approssimate nel caso di una volta ribassata.

     

波在双孔隙与单孔隙介质界面上的反射与透射

基于Biot理论和双重孔隙介质理论研究了弹性波在双重孔隙介质与流体饱和单一孔隙介质界面的反射和透射问题,在界面上假定裂缝孔隙流体相对于固体骨架的位移为零,推导了反射系数和透射系数的计算公式,数值讨论了反射系数和透射系数随入射角和频率的变化关系. 同时,讨论了双重孔隙介质中3种压缩波(P-1, P-2和P-3波)和一种剪切波(S波)的频散和衰减特性.     

区域脉冲载荷下二维Lamb问题的精确求解

采用积分变换方法,并利用两类积分公式克服反变换求解的困难,求得了区域脉冲载荷下一个二维Lamb问题的代数形式的精确解.基于该分段函数形式的代数结果,纵波、横波、Rayleigh曲波等应力波成分在弹性表面的激发和传播过程得到详尽分析,其中很多结论是已有的解析积分结果或者数值计算结果不曾得到的.     

EXACT SOLUTION FOR A TWO-DIMENSIONAL LAMB＇S PROBLEM DUE TO A STRIP IMPULSE LOADING

By applying the integral transform method and the inverse transformation technique based upon the two types of integration, the present paper has successfully obtained an exact algebraic solution for a two-dimensional Lamb＇s problem due to a strip impulse loading for the first time. With the algebraic result, the excitation and propagation processes of stress waves, including the longitudinal wave, the transverse wave, and Rayleigh-wave, are discussed in detail. A few new conclusions have been drawn from currently available integral results or computational results.     

EXACT SOLUTION FOR A TWO-DIMENSIONAL LAMB'S PROBLEM DUE TO A STRIP IMPULSE LOADING

By applying the integral transform method and the inverse transformation technique based upon the two types of integration,the present paper has successfully obtained an exact algebraic solution for a two-dimensional Lamb's problem due to a strip impulse loading for the first time.With the algebraic result,the excitation and propagation processes of stress waves, including the longitudinal wave,the transverse wave,and Rayleigh-wave,are discussed in detail. A few new conclusions have been drawn from currently available integral results or computational results.     

Behavior of a floating elastic plate during vibrations of a bottom segment

The Wiener-Hopf technique is used to obtain an analytical solution for the problem of vibrations of a floating semi-infinite elastic plate due to earthquake-induced vibrations of a bottom segment. An explicit solution is obtained ignoring the inertial term. The surface-wave amplitudes and ice-plate deflection are studied numerically as functions of the frequency and position of the vibrating bottom segment, ice thickness, and fluid depth.Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 46, No. 2, pp. 98–108, March–April, 2005.     

Anisotropic elastic materials capable of a three-dimensional deformation (static or dynamic) with only one displacement component and uncoupling of all three displacement components

It is shown that there are anisotropic elastic materials that are capable of a non-uniform three-dimensional deformation with only one displacement component. For wave propagation, the equation of motion can be cast in the form of the differential equation for acoustic waves. For elastostatics, the equation of equilibrium reduces to Laplace’s equation. The material can be monoclinic, orthotropic, tetragonal, hexagonal or cubic. There are also anisotropic elastic materials that uncouple all three displacement components. The governing equation for each of the uncoupled displacement can be cast in the form of the differential equation for acoustic waves in the case of dynamic or Laplace’s equation in the case of static. The material can be orthotropic, tetragonal, hexagonal or cubic.