Файл: Волны в двухкомпонентных средах..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 165

Скачиваний: 1

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

20

 

оо

 

=f[Cjo&n(t:x) -i-®joC&socx)]eK&vdie,

 

°

(2 .1 .3 )

где ( Jljo, Bj0> Cjo, fyo ) определяется из условий (2 .1 .1 . ):

Х - - х ' - Ы ,

Подставляя

(2 .1 .3 )

в

( 2 . I . I ) ,

получим

 

n

-

A s .

4

_ M _

 

 

'/id

 

J i t z

~

S t 2-

 

 

bJ

J t f - '

 

_ Ш

 

 

(2 .1 .5 )

& S t 1- 1

 

 

& ©

 

«»о

CJ 0 ,

fy o -

постоянные

величины,

определяемые из алгебраической системы уравнений:

Jlio (2г

 

 

Мго(?ч~

 

 

J4j>)£l$10 ~ О '

А

 

 

 

Х

 

 

 

Щ

j j*)£z% o=0)

2

 

 

 

 

 

 

fe0r +?5^ o +^ F +

 

2 Jlo

 

)%t

 

 

 

1(%4fL +&j fiio+ви £ + & )$ » -

 

 

 

 

= ~Po Cei&K,

 

 

Также:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jUJ^L~-P0Siiyi9Ko/

*

(2•X•7)

-2 Bi0(fliifcjlzyi-2Bzo(fs+'P2Jl4t)<lT.+C£0& 4$ +Ьз)*Сго(?Лfi+?tr)=0-


 

 

21

 

 

Постоянные

=

опредоляются из

выражений:

 

°?i

 

+^Аз)J>

>

 

\-U i+ Z jith £ № fy s ) ] '>

? г = А + М ; ?64 л + ^ з )y(k+2jUr)b

V A t p j 2,

?i=[(bvj<i)+f>aszjtf')]; fc [ jv - b + f( fi+ b )] \

h z =h jjt * k ) - ffi( fi- A ) l;

h i =bjjz + h)+ fc(jj± -h)J]

 

bf= [(j> i.-h)+ fc(}biM b Ъг=[(/Ь+Лг)+&(рг-Лг)]'>

*2*

=[(/(s~dr) +lfi(jUi +Jr)].

Компоненты тензоров напряжений вычисляются по' формулам:

ИхСг ъ 1 £ + ^ * ‘ + *Э*« + » д г & + %~5г + h дуw 2 Сч эуг

(2 .1 .9

я>лг» %Сьх2 % д ^ ?а b f >

Из

(2 .1 .9 )

вытекает, что для определения

6<js,

Д<р

необ­

ходимо

знание

вторых

производных потенциалов

^

, у

* 1,13

формул

(2 .1 .3 )

будем

иметь:

 

 

 

22

д х г

~

 

J

 

$(x*-+<fiy*) ‘

д J? -

Q%4iotf~<k'Qtox' ■

Э2 % _

^

 

 

S ( x 24 ^ ^ z) > д х 2 =~ М х -Ч -^ ф ) >

У

 

C-i°£+&j°'&!L ■

д^Ь

ш С'о%'rf~%jo2

d t

*i Jj(x4f4i) -1 fcrty

« ji(x24f-f) ;

 

 

 

 

 

 

(2.1.10)

когда

,

(\j

действительны, т .е .

<(Gj.fy).

Аналогично,-

компоненты смещений £/

и равны W

п ж Ж М - и Ж Ж - Ш М -

Ux ~ qx + W +

+ ' ЦЦ дУ

9 х '

где

 

 

 

 

 

5 (2 .1 .П )

 

 

 

 

 

 

T f x - s l

 

Г ) + B jo O M ty fg j J

=

 

^ ^ f z * +% & t B j o O v t y f f l } ',

(2 .I .I2 )

i f ) + 4oOxdcjpj J .

Для нагрузки производного вида

p j w - m )

решение

нетрудно получить посредством интеграла свертки.

 

 

При

Я) > (Qj ,8<j ) ,

как

вытекает

из уравнений

(2 .1 .6 ) -

(2 .1 .7 ), коэффициенты

Bdo,

% о

действительны, a

J j 0 и

Cjo

чисто мнимые,

вместо соотношений (2.1

.10)

и

(2 .I .I2 )

будем иметь

следующие:

 

 

 

0

= Al [ ^ (x - ^

) ]

~ & * [ г ( х - % в!/) + ? ( х 4 Ъ]о у;

 

-№ +W>Jl+

Ш=-$&[?и-№}-ш+%офЩМ$&-№*Ш+ый


23

 

 

 

 

 

, § - i $ 0

 

 

 

(2.1.13)

где

положено

 

 

и, аналогично

II1=

 

 

- / у^ + 9/ 0^ 7 —%- f ^ - ^ ^ +/ / ( Sr +^ y; J ;

If---^[H(x -fyoljUHCx+pifjh^ Ы х -WH H(x+W7 ;

 

 

 

-i -0^ +

-

^ 7 -

 

 

 

 

Щ

=

- *

^ [ Н

(

х - $ # к Н

( х

+

$

(2.1.14)

где

 

-

единичная

функция Хевисайда.

 

 

(Qj, fy)

 

Для последующих соотношений между

2)

и

 

решение

легко

получить

комбинацией выражений иг

( 2 .I .I 0 ) ,

(2 .1 .12)

и (2 .1 ,1 3 ),

(2 .1 .1 4 ).

 

 

 

 

 

 

Двумерная

задача о распространении

волн,

вызванных импульсом сдвига в полупространстве и сдое

 

 

Рассмотрим задачу для полупространства.

 

Пусть упругая изотропная среда заполняет часть полу­

пространства

или слоя,

имеющего плоские границы / 4 , 2.0J.

Требуется определить распределение напряжений и смещений в указанной среде, если на границу при %=0 мгновенно прила­ гается касательное напряжение. Начальные смещения и скорос­

ти частиц среды считаем равными

нулю.

 

Уравнения движений при отсутствии массовых сил для двух­

компонентной изотропной' среды имеет вид:

 

vzu+$е[(л^)(Шf

+

I


24

j u v * n + j y [ u + S ' X+vЦz ) + Q ( d x + v f ) l =# 1% ^

&№&+$+*$? +ШР&*+ЛУ).

где -A.JU, в

и

 

R

- упругие константы.

(2.2.1)

 

 

Вводим скалярные и векторные потенциалы для указанных

сред:

 

 

 

 

 

 

 

 

П ,Ш.

( г - 9у ~ дх >

 

и = ё Г + ду '

 

п Ж + Ж -

\ тЖ

ш

(2*2*2)

и ~дх

ду

 

V -

эу

эх

 

Подставляя

(2 .2 .1 )

в (2 .2 .2 ),

после некоторых преобра­

зований получаем уравнения

движения в потенциалах:

 

{A.ijOv'-q. +Qr

 

. ' / I . „ ■?*<&

 

Ч = Л ^ ' +Лл-У^ i

 

. i -

 

 

 

 

o - f t l U p t ^ L

(2 .2 .3 )

 

 

 

 

 

Составляхщие тензора напряжений вычисляются по формулам:

(2 .2 .4 '

а давление в жидкости равно

е-=в7г%+кт% (2 .2 .5 )

Выберем неподвижную декартову» систему прямоугольных координат х Оу , жестко связанную с материалом полу­ пространства так, чтобы ось О х совпадала с границей,а ось Оу была направлена внутрь среды. Граничные условия в этом случав будут иметь вид: