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近地表散射体波场特征分析及成像 预览
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作者 彭鹏鹏 孙成禹 +1 位作者 马振 李文静 《物探与化探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期990-998,共9页
研究近地表散射波基本特征,确定散射体的位置,有助于地震成像,进而进行勘测规划,避免地质灾害。为研究近地表异质体波场特征,利用高阶有限差分数值模拟技术和扰动理论方法,模拟了浅地表散射体的波场记录,分析了近地表散射波基本特征;通... 研究近地表散射波基本特征,确定散射体的位置,有助于地震成像,进而进行勘测规划,避免地质灾害。为研究近地表异质体波场特征,利用高阶有限差分数值模拟技术和扰动理论方法,模拟了浅地表散射体的波场记录,分析了近地表散射波基本特征;通过引入逆时偏移成像技术利用散射波场作为外推波场,定位了近地表散射体。数值计算结果表明:面波散射能量强于体波散射,正向散射波能量强于逆向散射;散射波逆时偏移对近地表散射体可精确成像,近地表散射体可看作为一个二次震源,增加了近地表照明。利用散射波场可提高近地表速度反演精度和地震成像精度。 展开更多
关键词 近地表异质体 弹性散射 场模拟 逆时偏移
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不同浅埋衬砌隧道压缩、剪切波作用下的动力响应
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作者 曾祥会 李楠 +1 位作者 刘中宪 吴朝阳 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第8期98-102,117共6页
采用间接边界元法,对平面压缩波和剪切波入射下浅埋马蹄形隧道对弹性波的散射进行分析。研究表明:随着入射波频率的增大,马蹄形衬砌隧道正上方一定距离处地表位移表现出放大效应,但放大幅度略小于圆形隧道情况;垂直偏振横波倾斜入射,... 采用间接边界元法,对平面压缩波和剪切波入射下浅埋马蹄形隧道对弹性波的散射进行分析。研究表明:随着入射波频率的增大,马蹄形衬砌隧道正上方一定距离处地表位移表现出放大效应,但放大幅度略小于圆形隧道情况;垂直偏振横波倾斜入射,迎波面的地表位移幅值曲线振荡更剧烈;入射波频率较低时,衬砌应力集中现象最为显著,马蹄形衬砌上半拱左、右两侧与竖向夹角约为45°处和拱脚处易发生应力集中;衬砌隧道内壁的环向应力要明显大于衬砌外壁的环向应力。总体上看,马蹄形隧道动应力放大效应要小于相应的圆形隧道。随着入射波频率的增大,马蹄形衬砌应力空间分布更为复杂,应力集中的区域多于圆形。 展开更多
关键词 马蹄形衬砌隧道 间接边界元法 剪切 压缩 弹性散射 动应力集中因子
半空间内浅埋纳米移动夹杂对SH波散射的影响 预览
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作者 欧志英 赵金奎 《力学研究》 2018年第2期44-53,共10页
随着纳米科学技术的不断进步,人们对材料性能的要求越来越高。在纳米尺度下,由于材料表面面积与体积之比明显增大,表面原子与内部原子产生巨大的势能差,从而导致表面效应显著,使得纳米材料与纳米元器件的力学性能明显不同于宏观尺度下... 随着纳米科学技术的不断进步,人们对材料性能的要求越来越高。在纳米尺度下,由于材料表面面积与体积之比明显增大,表面原子与内部原子产生巨大的势能差,从而导致表面效应显著,使得纳米材料与纳米元器件的力学性能明显不同于宏观尺度下的力学性能。本文基于经典弹性理论与表面弹性理论,应用复变函数方法、波函数展开方法和Graf加法公式研究弹性半空间内浅埋纳米可移动夹杂对SH波散射的影响。结果表明:在考虑表面效应之后,动应力集中因子不仅与入射波波数和质量体密度有关,而且与表面参数有关。 展开更多
关键词 表面效应 可移动的 圆柱形夹杂 弹性散射 动应力集中因子
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弹性波散射问题优化PML方法的收敛性 预览
4
作者 杨孝英 王晓阳 《吉林大学学报:理学版》 CSCD 北大核心 2017年第6期1425-1429,共5页
基于频域复坐标拉伸,给出一种解时谐弹性波散射问题的单轴优化完美匹配层(PML)方法.该方法通过在吸收函数中引入一个小参数ε_0,使散射问题优化PML方法的计算不再依赖PML层的厚度.结果表明,当参数ε_0充分小时,优化的PML解指数收敛于... 基于频域复坐标拉伸,给出一种解时谐弹性波散射问题的单轴优化完美匹配层(PML)方法.该方法通过在吸收函数中引入一个小参数ε_0,使散射问题优化PML方法的计算不再依赖PML层的厚度.结果表明,当参数ε_0充分小时,优化的PML解指数收敛于原弹性波散射问题的解. 展开更多
关键词 弹性散射 优化的PML方法 指数收敛
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球壳中球形夹杂对SH波的三维散射与动应力集中 预览 被引量:1
5
作者 乔松 尚新春 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第5期522-533,共12页
研究了一般情况下球壳中球形夹杂(包括孔洞)引起的SH波三维散射与动应力集中现象.根据球壳与夹杂的几何特点,分别以球壳和夹杂中心建立球坐标,用于描述球壳中的入射波、散射波和夹杂中的驻波势函数,并采用球波函数的加法公式,实现了... 研究了一般情况下球壳中球形夹杂(包括孔洞)引起的SH波三维散射与动应力集中现象.根据球壳与夹杂的几何特点,分别以球壳和夹杂中心建立球坐标,用于描述球壳中的入射波、散射波和夹杂中的驻波势函数,并采用球波函数的加法公式,实现了不同坐标下球波函数的变换,推导出位移、应力分量的解析解.结合球壳的边界条件和夹杂界面的连续条件,求解了不同材料属性夹杂,以及空洞情况下弹性波的散射和动应力集中因子分布情况,并分析了频率以及夹杂中心位置对动应力集中因子的影响.文中的研究为球壳结构的力学性能分析以及无损检测提供了理论支持. 展开更多
关键词 动应力集中 弹性散射 函数 加法公式 球壳 球形夹杂
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表面效应对SV波诱发的纳米孔洞周围弹性波散射的影响 预览 被引量:3
6
作者 汝艳 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第4期163-167,共5页
基于表面弹性理论和经典弹性理论,用位移势函数法、波函数展开法和弹性波的多重散射理论,研究随机排列的多个纳米孔洞周围的弹性波散射和动应力集中问题,求得无限大空间中在一组纳米圆柱孔洞附近由平面剪切波(SV波)诱发的应力场.分析... 基于表面弹性理论和经典弹性理论,用位移势函数法、波函数展开法和弹性波的多重散射理论,研究随机排列的多个纳米孔洞周围的弹性波散射和动应力集中问题,求得无限大空间中在一组纳米圆柱孔洞附近由平面剪切波(SV波)诱发的应力场.分析当任意两个相邻孔洞之间的距离都相等时,表面效应对孔洞周围动应力集中的影响.结果表明,纳米圆柱孔洞周围的动应力集中不仅和表面效应有关,而且和孔洞之间的距离有关. 展开更多
关键词 表面效应 弹性散射 多重散射 动应力集中因子
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SH波诱发的阵列纳米孔洞周围的弹性波散射和动应力集中 被引量:2
7
作者 汝艳 曹小杉 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期597-603,共7页
研究了SH波诱发的阵列纳米孔洞周围的弹性波散射和动应力集中问题。当孔洞的尺寸缩小到纳米尺度时,其比表面积显著增加,表面效应对材料力学特性的影响变得非常重要。基于表面弹性理论和经典弹性理论,采用位移势函数法、波函数展开法... 研究了SH波诱发的阵列纳米孔洞周围的弹性波散射和动应力集中问题。当孔洞的尺寸缩小到纳米尺度时,其比表面积显著增加,表面效应对材料力学特性的影响变得非常重要。基于表面弹性理论和经典弹性理论,采用位移势函数法、波函数展开法、弹性波的多重散射理论,分别求得了无限大空间中一组以正六边形方式排列和一组以正方形方式排列的纳米圆柱孔洞附近由SH波诱发的应力场,分析了表面效应对孔洞周围动应力集中的影响。结果表明纳米圆柱孔洞周围的动应力集中不仅与表面效应有关,而且与孔洞之间的距离有关:表面效应减弱了孔周的动应力集中现象;当孔洞之间的距离增大到一定程度时,孔洞间距对动应力集中的影响可以忽略。这些结果可以作为纳米构件和纳米材料动力学问题研究的基础。 展开更多
关键词 表面效应 弹性散射 多重散射 动应力集中因子
表面效应对平面压缩波(P波)散射的影响 预览
8
作者 汝艳 曹小杉 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第2期176-179,213共5页
研究了阵列纳米孔洞周围的弹性波散射和动应力集中问题。当孔洞的尺寸缩小到纳米尺度时,比表面积显著增加,表面效应对材料力学特性的影响变得非常重要。基于表面弹性理论和经典弹性理论,用位移势函数法、波函数展开法和弹性波的多重散... 研究了阵列纳米孔洞周围的弹性波散射和动应力集中问题。当孔洞的尺寸缩小到纳米尺度时,比表面积显著增加,表面效应对材料力学特性的影响变得非常重要。基于表面弹性理论和经典弹性理论,用位移势函数法、波函数展开法和弹性波的多重散射理论,求得了无限大空间中一组以正四边形方式排列的纳米圆柱孔洞附近由平面弹性压缩波(P波)诱发的应力场。分析了表面效应对孔洞周围动应力集中的影响。结果表明,纳米圆柱孔洞周围的动应力集中不仅和表面效应有关,还和孔洞之间的距离有关。 展开更多
关键词 表面效应 弹性散射 多重散射 动应力集中因子
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弹性波二维散射快速多极子间接边界元法求解 被引量:2
9
作者 刘中宪 唐河仓 王冬 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期6-12,共7页
求解方程的稠密矩阵特征极大削弱了传统边界元法在求解大规模实际工程问题中的优势。为此,结合快速多极子展开技术,发展一种新的高精度快速间接边界元方法,用于求解大尺度或高频弹性波二维散射问题。以全空间孔洞周围SH波散射为例,给... 求解方程的稠密矩阵特征极大削弱了传统边界元法在求解大规模实际工程问题中的优势。为此,结合快速多极子展开技术,发展一种新的高精度快速间接边界元方法,用于求解大尺度或高频弹性波二维散射问题。以全空间孔洞周围SH波散射为例,给出了具体求解步骤。算例分析表明该方法具有很高的计算精度和求解效率,同时能够大幅度降低计算存储量,可在目前主流计算机上实现上百万自由度弹性波散射问题的快速求解。最后以半空间中凹陷场地对SH波的高频散射为例,讨论了凹陷周围高频波散射的基本特征,可为峡谷地形中大型工程抗震设计提供部分理论依据。 展开更多
关键词 弹性散射 快速多极子展开 间接边界元法 大规模边界元计算 场地效应
基于快速多极子基本解方法(FMM-MFS)的弹性波二维散射模拟研究 预览
10
作者 刘中宪 王冬 梁建文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期102-109,共8页
针对弹性波二维散射问题,发展一种新的快速多极子基本解方法(FMM-MFS)。方法基于单层位势理论,通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场,从而避免了奇异性的处理和边界单元离散;结合快速多极子展开技术(FMM),大幅... 针对弹性波二维散射问题,发展一种新的快速多极子基本解方法(FMM-MFS)。方法基于单层位势理论,通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场,从而避免了奇异性的处理和边界单元离散;结合快速多极子展开技术(FMM),大幅度降低了计算量和存储量,突破了传统方法难以处理大规模散射问题的瓶颈。以全空间孔洞对P、SV波的二维散射为例,给出了具体求解步骤,并在个人计算机上实现了上百万自由度问题的快速精确计算。在方法效率和精度检验基础上,分别以单孔洞和随机孔洞群对平面波(P、SV波)的散射为例进行计算模拟,揭示了孔洞(群)周围弹性波散射的若干重要规律。 展开更多
关键词 基本解方法 快速多极子展开方法 快速多极子基本解方法(FMM-MFS) 弹性散射
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含定向非均匀体固体材料的横观各向同性有效弹性模量 被引量:3
11
作者 宋永佳 胡恒山 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期274-286,共13页
针对非均匀体定向指向的情况,将非均匀体对弹性波的散射等效为球形有效体对弹性波的散射,推导出了呈现横观各向同性的有效弹性模量.理论分析表明:本文得到的有效模量公式至少具有二阶精度.数值计算表明:本文的有效模量随孔隙度增加而... 针对非均匀体定向指向的情况,将非均匀体对弹性波的散射等效为球形有效体对弹性波的散射,推导出了呈现横观各向同性的有效弹性模量.理论分析表明:本文得到的有效模量公式至少具有二阶精度.数值计算表明:本文的有效模量随孔隙度增加而降低,不会出现Hudson模型中在孔隙度超过一定阈值后不减反增的问题.另外,在非均匀体指向随机的情况,本文得到的有效模量公式归结为Kuster-Toks z模型的公式.对于由扁状裂隙作为非均匀体的孔隙岩石,裂隙内液体主要影响横观各向同性对称轴方向的纵波模量. 展开更多
关键词 有效弹性模量 弹性散射 横观各向同性 孔隙介质
采用精确化理论求解厚板任意形开孔动应力集中
12
作者 胡超 周传平 +1 位作者 倪博 刘殿魁 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期410-416,共7页
论文基于复变函数与保角映射法,采用平板弯曲振动精确化方程,对含任意形开孔平板中弹性波散射与动应力集中问题进行了研究.利用正交函数展开的方法将待解的问题归结为对一组无穷代数方程组的求解.作为算例,计算了自由边界条件下圆... 论文基于复变函数与保角映射法,采用平板弯曲振动精确化方程,对含任意形开孔平板中弹性波散射与动应力集中问题进行了研究.利用正交函数展开的方法将待解的问题归结为对一组无穷代数方程组的求解.作为算例,计算了自由边界条件下圆孔和椭圆孔的动弯矩集中系数的数值结果,并对板厚与孔径比对动弯矩分布的影响做了分析研究.结果表明:入射波数、平板厚度和椭圆偏心率等参数对动弯矩的分布都有很大的影响.在较低频率和平板较薄的情况下,基于文献[1]的方程与基于Mindlin板的动弯矩结果在数值分布上是基本一致的;在较高频率和平板较厚的情况下,基于文献[1]的方程与基于Mindlin板的动弯矩结果在数值分布计算结果相差较大.由于文献[1]给出的平板振动精确化方程是在没有任何工程假设条件下得到的,因此本文的分析计算结果更精确一些. 展开更多
关键词 平板弯曲振动精确化理论 复变函数与保角映射法 开孔 弹性散射 动应力集中
与波函数相关的几个积分的理论解
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作者 段彩云 史文谱 于涛 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期562-567,共6页
利用傅里叶级数展开技术、平面波驻波展开式和Graf加法公式分析求解稳态P(primary wave)波、SV(shearing vertical)波和SH(shearing horizontal)波散射问题中大量出现的与平面波和散射波函数有关的复杂积分,这些积分理论解避免... 利用傅里叶级数展开技术、平面波驻波展开式和Graf加法公式分析求解稳态P(primary wave)波、SV(shearing vertical)波和SH(shearing horizontal)波散射问题中大量出现的与平面波和散射波函数有关的复杂积分,这些积分理论解避免了数值积分中常出现的收敛速度慢、计算量大、计算精度低的现象,可为编制高效率、高可靠性的弹性波散射计算软件提供理论依据和结果。 展开更多
关键词 弹性散射 函数积分 平面的驻展开Graf加法公式
层状地基中埋管地基阻抗函数的分析方法 预览 被引量:6
14
作者 蒋通 宋晓星 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2009年第2期 243-249,共7页
本文首先利用波函数展开法推导了弹性半空间中埋管的地基轴向阻抗函数计算公式。然后采用层状地基中无限长线激振荷载薄层法基本位移解,结合容积法求解了层状地基中埋管的地基轴向、垂直及水平阻抗函数。分别用两种方法计算了弹性全空... 本文首先利用波函数展开法推导了弹性半空间中埋管的地基轴向阻抗函数计算公式。然后采用层状地基中无限长线激振荷载薄层法基本位移解,结合容积法求解了层状地基中埋管的地基轴向、垂直及水平阻抗函数。分别用两种方法计算了弹性全空间、弹性半空间地基内埋管的地基轴向阻抗函数,两者的计算结果符合良好,验证了用薄层法求解的可行性。本文还利用薄层法分析了弹性半空间内埋管的埋深对地基水平、垂直及轴向阻抗函数的影响;计算了弹性半空间内埋管的轴向刚度系数并与我国及日本的相关规范对比分析;计算分析了上海典型层状地基内地铁隧道的地基阻抗函数。 展开更多
关键词 薄层法 容积法 埋管 阻抗函数 函数展开法 弹性散射
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S-Wave DK Interactions in the Chiral SU(3) Quark Model
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作者 张丹 赵巧燕 张秋阳 《中国物理快报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2009年第9期85-88,共4页
关键词 相互作用 夸克模型 S 手征 弹性散射 法方程组 模型求解 计算结果
非均匀弹簧界面模型下柱形夹杂物对弹性波的散射 预览 被引量:2
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作者 刘希强 魏培君 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期 83-87,共5页
利用波函数展开法研究了非均匀弹簧界面模型(弹簧系数沿周向非均匀分布)下单个柱形夹杂物对弹性波的散射问题。在弹簧界面模型中,当弹簧系数沿周向分布均匀时,可利用波函数的正交性简化边界条件;当弹簧系数沿周向分布不均匀时,不能利... 利用波函数展开法研究了非均匀弹簧界面模型(弹簧系数沿周向非均匀分布)下单个柱形夹杂物对弹性波的散射问题。在弹簧界面模型中,当弹簧系数沿周向分布均匀时,可利用波函数的正交性简化边界条件;当弹簧系数沿周向分布不均匀时,不能利用波函数的正交性简化边界条件。该文研究了这一问题,通过沿周向的离散化将弹性波散射的边界条件归结为一个超定线性代数方程组。针对Ge-Al纤维增强复合材料数值计算了散射截面和远场散射幅。特别地,通过适当选取弹簧常数的周向分布处理了含裂纹界面的弹性波散射问题,数值计算了裂纹张开位移和错开位移。 展开更多
关键词 弹簧模型 弹性散射 界面裂纹 散射截面 远场散射
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半无限功能梯度材料结构中圆孔对弹性波的多重散射 预览
17
作者 房学谦 胡超 杜善义 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期 14-18,共5页
基于弹性波多体散射理论,采用波函数展开法,研究了半无限指数梯度材料中圆孔对弹性波的多重散射和动应力集中,得到了问题的解析解,给出了圆孔动应力集中系数的数值解,分析了圆孔与边界的距离、入射波波数以及材料的非均匀参数对圆... 基于弹性波多体散射理论,采用波函数展开法,研究了半无限指数梯度材料中圆孔对弹性波的多重散射和动应力集中,得到了问题的解析解,给出了圆孔动应力集中系数的数值解,分析了圆孔与边界的距离、入射波波数以及材料的非均匀参数对圆孔周围动应力集中系数的影响。分析表明:梯度材料的非均匀参数小于零时对最大动应力影响较小,但是对动应力在圆周的分布有较大影响;大于零时对最大动应力和动应力在圆周的分布影响都很大,特别是在圆孔与边界的距离较小时影响更大。 展开更多
关键词 指数功能梯度材料 弹性散射 动应力集中 圆孔 镜像法
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平面波对有部分脱胶衬砌的圆形孔洞的散射 预览
18
作者 于桂兰 李广收 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期 393-397,共5页
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Fourier—Bessel级数,利用混合边界奈件得到一组对偶级数方程组... 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Fourier—Bessel级数,利用混合边界奈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。 展开更多
关键词 弹性散射 界面裂纹 奇异积分方程 函数 脱胶
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压电压磁复合材料中裂纹对反平面简谐弹性波的散射问题 预览 被引量:1
19
作者 李琳 周振功 吴林志 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期 101-104,共4页
分析了压电压磁复合材料中裂纹对反平面简谐弹性波的散射问题。利用傅立叶变换,使问题的求解转换为对一对以裂纹表面上的位移差为未知变量的对偶积分方程的求解。为了求解对偶积分方程,把裂纹面上的位移差展开为雅可比多项式形式,进... 分析了压电压磁复合材料中裂纹对反平面简谐弹性波的散射问题。利用傅立叶变换,使问题的求解转换为对一对以裂纹表面上的位移差为未知变量的对偶积分方程的求解。为了求解对偶积分方程,把裂纹面上的位移差展开为雅可比多项式形式,进而得到了裂纹长度、入射渡波速及入射波频率对裂纹应力强度因子的影响。从数值结果可以看出,压电压磁复合材料中可导通裂纹的反平面问题的动应力奇异性与一般弹性材料中的反平面断裂问题动应力奇异性相同。 展开更多
关键词 压电压磁复合材料 裂纹 对偶积分方程 弹性散射
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Waves scattering induced by an interface crack in a coated material 预览
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作者 常军 刘勇 许金泉 《浙江大学学报:A卷英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第9期 950-955,共6页
This paper deals with the two-dimensional problem of elastic wave scattering from a finite crack at the interface between a coated material layer and its substrate. By adopting the Fourier transform method and introdu... This paper deals with the two-dimensional problem of elastic wave scattering from a finite crack at the interface between a coated material layer and its substrate. By adopting the Fourier transform method and introducing the crack opening displacement function, the boundary value problem is simplified for numerically solving a system of Cauchy-type singular integral equations by means of Jacobi polynomial expansion. The stress intensity factors and the crack opening displacements are defined in terms of the integral equations solutions. The influence of the dimensionless wave number and the ratio of crack length to layer thickness on the stress intensity factors and crack opening displacements are discussed. 展开更多
关键词 弹性散射 分界面 断裂理论 涂层材料 边值问题
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