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标准线性固体材料中球面应力波传播特征研究

卢强 王占江

标准线性固体材料中球面应力波传播特征研究

卢强, 王占江
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  • 基于标准线性固体模型, 结合球面波波动方程, 给出了球面应力波的粒子速度v、粒子位移u、径向应力σr、切向应力σθ、径向应变εr、切向应变εθ、折合速度势、折合位移势在Laplace域的理论解. 采用基于Crump算法的Laplace数值逆变换方法分析了上述物理量的传播特征. Laplace数值反演结果表明, 线黏弹性材料对强间断球面应力波的初始响应为纯弹性响应, 强间断在传播过程中包含了几何衰减和本构黏性衰减, 应力、应变、粒子速度的衰减特性和粒子位移、应力、应变、折合位移势等物理量的稳态值同黏弹性球面波的理论预测一致. 折合速度势和折合位移势的峰值随波传播距离的增加逐渐衰减, 这与理想弹性理论给出的折合速度势和折合位移势不随传播距离变化的结论不同. 折合位移势的稳态值与介质的静态剪切模量成反比, 与稳态空腔压力成正比, 与空腔半径的三次方成正比.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11172244)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-09
  • 修回日期:  2014-12-05
  • 刊出日期:  2015-05-05

标准线性固体材料中球面应力波传播特征研究

  • 1. 西安交通大学航天学院, 机械强度与振动国家重点实验室, 西安 710049;
  • 2. 西北核技术研究所, 西安 710024
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11172244)资助的课题.

摘要: 基于标准线性固体模型, 结合球面波波动方程, 给出了球面应力波的粒子速度v、粒子位移u、径向应力σr、切向应力σθ、径向应变εr、切向应变εθ、折合速度势、折合位移势在Laplace域的理论解. 采用基于Crump算法的Laplace数值逆变换方法分析了上述物理量的传播特征. Laplace数值反演结果表明, 线黏弹性材料对强间断球面应力波的初始响应为纯弹性响应, 强间断在传播过程中包含了几何衰减和本构黏性衰减, 应力、应变、粒子速度的衰减特性和粒子位移、应力、应变、折合位移势等物理量的稳态值同黏弹性球面波的理论预测一致. 折合速度势和折合位移势的峰值随波传播距离的增加逐渐衰减, 这与理想弹性理论给出的折合速度势和折合位移势不随传播距离变化的结论不同. 折合位移势的稳态值与介质的静态剪切模量成反比, 与稳态空腔压力成正比, 与空腔半径的三次方成正比.

English Abstract

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