固体中的应力波

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1、固体中的应力波李清中国矿业大学（北京）64参考书：1王礼立.《应力波基础》第2版(2005年8月1日)，国防工业出版社2李玉龙.《应力波基础简明教程》第1版(2007年4月1日)，西北工业大学3丁启财(美国).《固体中的非线性波》，中国友谊出版公司4宋守志.《固体中的应力波》，煤炭工业出版社5杨善元.《岩石爆破动力学基础》，煤炭工业出版社6莱茵哈特(杨善元译).《固体中的应力瞬变》，煤炭工业出版社7徐小荷.《冲击凿岩的理论基础与电算方法》，东工出版社8郭自强.《固体中的波》，地震出版社64目录第0章绪论11波动现象12应力波的概念13应力波

2、分类34应力波理论与其它力学理论的关系35应力波理论的发展36应力波理论在岩土工程中的应用3第1章一维应力波基础4§1.1波动方程及其解41.1.1一维纵波的波动方程41.1.2波的传播速度41.1.3波动方程的解51.1.4解的物理意义6§1.2应力波的几个基本参量7§1.3应力波的能量7§1.4波的衰减81.4.1原因81.4.2度量81.4.3衰减率α的测定9§1.5考虑杆的横向效应的波动方程10§1.6杆中的扭转波与弯曲波121.6.1扭转波121.6.2弯曲波13第2章二维和三维弹性波理论基础14§2.1弹性体的运动微分方程14§

3、2.2弹性体的无旋波与等容波152.2.1无旋波(纵波、P波)152.2.2等容波(横波、S波)16§2.3平面波的传播172.3.1平面纵波(V//c)172.3.2平面横波(V⊥c)18§2.4薄板中的应力波192.4.1控制方程192.4.2纵波202.4.3横波212.4.4各种波速关系21§2.5球面波222.5.1波动方程及其解22§2.6柱面波23第3章应力波的相互作用24§3.1一维应力波在界面的反射和透射243.1.1应力波在不同介质界面的反射和透射253.1.2应力波在变截面杆中的反射和透射2664§3.2两杆相撞的入射

4、波27§3.3传播图与状态图293.3.1传播图293.3.2状态图30§3.4弹性杆中波的传播（图解法举例）323.4.1冲锤撞击杆件应力波的传播323.4.2双圆柱活塞撞击钎杆应力波传播33§3.5平面波的边界效应363.5.1平面波在界面上的垂直入射363.5.2平面波在界面上的倾斜入射37§3.6应力波引起的破裂393.6.1金属丝冲击波拉伸断裂393.6.2Hopkinson压杆与飞片413.6.3断裂准则413.6.4简单反射拉伸波引起的层裂或剥裂423.6.5物体形状对应力波引起破裂的影响45§3.7冲击波基本问题45第4章固

5、体中的非线性波基础48§4.1弹塑性加载波及其相互作用484.1.1强间断弹塑性波的迎面加载484.1.2弱间断弹塑性波的迎面加载50§4.2卸载波的控制方程和特征线51第5章岩石动态力学性质与应力波的相互作用53§5.1岩石动态本构关系与动态强度53§5.2岩石动态力学参数测试54§5.3本构关系对应力波传播的影响54§5.4应变率相关的应力波理论555.4.1Voigt体555.4.2Maxwell体55第6章应力波在岩土工程中的应用55§6.1应力波在冲击凿岩中的应用556.1.1冲击凿岩的应力波的传递556.1.2凿岩机的凿入机理5

6、56.1.3入射波形对凿入效果的影响566.1.4冲击凿岩的破坏原理56§6.2应力波在爆破工程中的应用56§6.3应力波在土动力学中的应用566.3.1绪论566.3.2土的动应力-应变关系及其描述58§6.4应力波在地震工程学的应用58第7章应力波测试分析技术简介了解60§7.1膨胀环测试技术60§7.2Hopkinson杆测试技术60§7.3Taylor圆柱测试技术61§7.4高速冲击载荷的实验技术6164第0章绪论1波动现象波动现象：水波、声波、电磁波、光波等。波是一种扰动或状态在介质中的传播，波动是非常普遍存在的一种运动形式，一般

7、可分为两大类：机械波和电磁波。这里所述的应力波属于机械波，是机械扰动在连续介质中的传播过程。机械波产生于可变形介质的强迫运动，通过质点在平衡位置附近的振动来传递能量。2应力波的概念介质的某部分受力发生了一种状态的扰动，离开初始平衡位置，与相邻介质质点发生相对运动(变形)，并和周围介质产生压力差，这种压力差将导致周围介质质点投入运动，但由于介质质点具有惯性，而使某相邻质点运动滞后，外载荷在表面上的扰动就这样在介质中由近及远地传播出去而形成应力波。应力波理论主要研究力、位移、速度等物理量在固体中传播的规律以及它们对固体的作用效应。理论力学中，物

8、理被认为是刚体(不变形)，遵循牛顿惯性定律∶F=ma材料力学、弹性力学，研究物理变形，但不考虑变形而产生的物理运动，不考虑物理的惯性，遵循虎克定律∶现实的物体，惯性和弹性兼而有之