球壳中球形夹杂对SV波的三维散射与动应力集中研究

夹杂将导致结构应力集中,是降低结构承载能力重要影响因素,尤其是动载作用情况下,弹性波衍射和叠加将加剧应力集中程度.弹性波衍射方程建立和求解非常复杂,目前主要研究对象集中在二维模型情况,三维有限域内夹杂引起的动应力集中现象在大型结构中比较常见,有界域边界不仅作为边界条件,同时也是散射波波源,提高了求解难度.一般通过近似方法,将三维模型简化为二维情况,往往导致求解结果过于保守不能解释实际问题.论文针对三维球壳包含夹杂一般情况,分别以球壳和夹杂中心建立球坐标以描述球壳内、外壁和夹杂表面散射波势函数,并引入一种球波函数加法公式实现不同坐标下势函数转换,以求解应力集中状态.最后针对三维情况,给出多个动应力集中因子分布状态以描述动应力集中程度.文中研究为一般情况下含夹杂球壳结构的强度分析提供了理论支撑.