梯度材料中孔洞对剪切波的散射与动应力

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1、梯度材料中孔洞对剪切波的散射与动应力:为研究无限大指数梯度材料中孔洞对反平面剪切波的散射，以实际工程中梯度材料不连续结构处在动载荷作用下的应力问题为背景，基于弹性动力学理论，采用波函数展开法，结合数值分析，计算无限大功能梯度材料中圆孔对反平面剪切波的散射和动应力集中，得到问题的解析解，给出圆孔动应力集中因数的数值解，分析入射波数以及材料非均匀参数对动应力集中因数的影响.分析表明：梯度材料的非均匀参数对孔洞周围动应力集中因数的值和分布存很大影响，反平面剪切波的入射波数也是影响动应力的重要因素.，供学习和研宄使用，己如果需耍分享，请保留本

2、段说明。关键词:指数梯度材料；剪切波散射；动应力集中:TB333;0343.4;TB115:AScatteringanddynamicstressofshearwavesaroundcavityofgradedmaterialZHOUChuanping,HUChao(SchoolofAerospaceEng.&Mechanics,TongjiUniv.,Shanghai200092,China)Abstract:Tostudythescatteringofanti-planearoundthecavityofinfiniteexpon

3、entiallygradedmaterial,thestressissuesatthediscontinuousstructureofgradedmaterialundertheeffectofdynamicloadistakenasthestudybackground.Basedontheelasticdynamicstheory,thewavefunctionexpansionmethodandthenumericalanalysisareusedtocalculatethescatteringanddynamicstressco

4、ncentrationofanti-planearoundthecircularcavityofinfiniteexponentiallygradedmaterial,theanalyticalsolutiontotheproblemisobtained,andthenumericalsolutiontothedynamicstressconcentrationfactoraroundthecavityispresented,andtheeffectoftheincidentwavenumberandtheheterogeneousp

5、arameterofmaterialsonthedynamicstressconcentrationfactorisanalyzed.Theanalysisindicatesthattheheterogeneousparameterofgradedmaterialshasgreatinfluenceonthedistributionandvalueofdynamicstressfactoraroundcavity,andtheincidentwavenumberofanti-planeshearwaveisalsoanimportan

6、tinfluencefactoronthedynamicstress.Keywords:exponentiallygradedmaterial:scatteringofshearwave:dynamicstressconcentration2010-[KG*9301-[KG*9314修回日期：2010-[KG*9304-[KG*9H20周传平(1972—)，男，山东聊城人，研究生.研究方向为弹性波的散射与动应力，(E-mail)zhouchuanping@126.com;胡超(1961—)，男，哈尔滨人，教授，博导，，研究方向为航天器

7、动力学与振动控制、航空航天材料结构设计，(E-mail)chaohu@tongji.edu.cnO引功能梯度材料是开创材料科学研宄新领域的新一代复合材料，其强度是逐渐变化的、不均匀的微观结构在宏观上表现出连续的梯度渐变性质，如热传导、比热容和密度.[1]所有这些性质使功能梯度材料极具应用潜力，如热防护涂层、航天器密闭舱热保护层、炉膛内衬、人体防护服和电磁传感器的高温耐热材料等工程，还有指数功能梯度材料光学器件.在理想梯度材料中，材料特性在1个维度方向可以是变化光滑的，如在X和y方向是常数,而在Z方向是变化的.纯金属和陶瓷之间的光滑转变

8、可形成1种材料，它具有陶瓷令人满意的高温特性和热阻，同时具存金属强度和断裂軔性.[2-4]在工程中，焊缝和连接处会不可避免地出现孔洞，这些结构缺陷也会出现在内部.在动载荷作用下，不连续结构处或附近的应力会剧烈增长,这将降