Файл: Волны в двухкомпонентных средах..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 187

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

158

0= г л

 

~ Wti^h )dxd‘?(

 

9

$ оbo'tto

+

Я&Ъ0

(5.3.16)

9 J h v ^ - w L ^ d - z d t c

дГю

(5.3.17)

и т . д . , до тех пор, пока площади, отсекаемые от поверхно­ стей Z = 0 и £ = I, не обратятся в нуль. Здесь приняты следующие обозначения:

-

площади отсекаемые от поверхности X = 0;

£. • и ()°j

-

площади,

отсекаемые

конусами влияния

с

 

 

взаимно симметричными точками от поверх­

 

 

ности

2 = 0;

 

 

Оц и Q°ij

-

площади,

отсекаемые

теми же конусами от

 

 

поверхности

2 = 1 .

Симметрия точек

под­

 

 

разумевается

относительно X = 0.

 

Складывая или вычитая полученные соотношения с учетон граничных условий и свойств функции Волыерра, получим решение задачи

для первого случая

д

м

Iк (Х о ,ъ 01?£о)= jp

d x d i L +

4~° °и


159

+L $ i ( b W d t i l

л».

s

 

 

 

 

 

 

(5.3.18)

 

 

для

второго случая

 

 

 

Hi

г /dill

 

 

 

 

d

 

 

<41

 

+Лщ!21б(ш*с1ъ-].

 

с».

*

 

 

 

 

(5.3.19)

b ‘d

 

 

 

 

 

Здесь

И;

- число

волн,

отраженных от поверхности

£ = 0 к моменту

Тс -

Т о

,

 

 

JU{

-

'

 

при

i ^ i

 

JU; - JU"

 

 

у при

i - 2

E ( f ) - целая часть числа

Теперь изменим граничные условия задачи. Будем счи - тать, что рассматриваемый слой имеет неподвижную границу при X = 0, т .е .

Vi|г.|Г V,Uo=0.

(5.3.20)



 

 

 

 

 

160

 

 

При

Z

= I будем

рассматривать

те же 2 условия, чад

и

ранее -

см.

(5 .3 .5 ) и

(3 .7

.7 ) . Для видоизмененной задачи

по

методу

Вольтерра получаем

следующие

результаты:

в первом случае

Vi1х.,Чф,-уф ф ф Ч - Ш W.VА(ЪHtr-df,-

- J l W i J i f r l c h d t ] - ,

(5.3.21)

«д

во втором случаеIЧ

 

 

 

 

 

^

s

^

(~l)

 

 

 

 

 

Vifco/ZoXio)- xjjj:

 

21

 

 

 

 

 

{ Л К у Ш Ш т - Л Wly I M d

 

 

 

 

 

fy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.3.22)

 

Таким образом, для всех рассмотренных случаев получе­

но

точное

решение

задачи

в перемещениях

V/

и

1/г .

Зная

V<

и Уг

 

можно

найти

перемещения по

компонентам

как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uy'-V^Vz

 

Ц ^ Л

ЧгУг .

 

 

 

Если положить

4 о (0

- Рс

- Gyn-st

 

,

то,

перехо­

дя

к переменным

l'X\ Z

\ i )

и отбрасывая штрихи,

получим

следующие

результаты:

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

при

свободных поверхностях

X

= 0

и

% = h

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

- ц ) ,

( 5 . з . г з )

2 ) при

свободной

поверхности

X

= 0 и

неподвижной поверхности

 

% - h -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f-

0

 

^ Ш - г , , )Н Ш - V ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.3.24)


3)при неподвижной поверхности X = О и свободной поверхности 2 ~ h

ro

Vz

L

-

j-o r

 

(5.3.25)

(выражение для

дано

виже);

 

4) при неподвижных поверхностях X = 0

и X =Л

(5.3.26)

где

\ r Z k l - Z ^ +

\

l

\

ч / W ~ 2 \ T

+ 2 Zz/ ? c ^ i № j t l - z

\ h

x '___________

 

 

 

Z2J / l i t

- Z z j - a i c t g ^ : - - f £ и ( х * + Z z2 j )

(5 .3 .2 7 )

162

Нетрудно показать, что при X

= 0

выражения

(5 .3 .25)

и (5 .3 .26) равны

нулю, что соответствует неподвижной гра­

нице X

= 0.

При 2

=>7

выражения

(5 .3 .23)

и (5 .3 .25) дают

ЭК /0 г =

0 ,

 

а

из

(5 .3 .24) и

(5 .3 .26)

следует

Yi -

0

при

£

=

I,

что

также

соответствует

заданным ус­

ловиям.

Из (5 .3 .23) и (5 .3 .24)

получаем

д У / д х

Йри X = 0 (свободная поверхность).

Кроме того, отметим,

что при

свободной

поверхности X =

0

и

 

не за­

висящем от X, результаты также не зависят от X и являются

только

функцией координаты

£

 

и времени.

 

 

На рис.

28

приводятся

результаты

расчетов при

Уо Ш= Я - GmY

для. задачи

с жестко закрепленной

границей

X = 0. Показаны оба случая для нижней границы слоя - а)случай закрепленного основания , б)-случай свободного основания. На­ пряжения в каждой точке среды имеют знакопеременный харак­ тер в зависимости от расстояния до границы X = 0 , причем изменяются скачкообразно в момент подхода отраженных и дифрагированных волн, а в промежутках между этиия момента­

ми изменяются

непрерывно.

 

 

 

 

 

 

 

Воздействие касательных напряжений на поверхность

 

клиновидного

слоя

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим упругий двухкамповентвый слой клиновидной

формы, лежащей на жестком основании

 

 

,

ЗС&О

и имеющий свободную поверхность

JC

О

,

% =0 [ 6].

 

Пусть на свободную поверхность воздействуют касатель­

ное

напряжение

/ 0 (?)

f

направленное

 

параллельно оси

У

В рассматриваемой области возникают перемещения толь­

 

ко в

направлении оси

у

и соответствующие

им касательные

напряжения, которые

от

у

не

зависят.

Задача

также яв­

ляется двумерной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Граничные

условия

задачи

будут

следующими: