Волнообразование в упругом слое при действии нестационарной подвижной нагрузки

Abstract

В данной работе построено аналитическое решение плоской задачи о действии нестационарной нагрузки определенного типа на поверхность упругого слоя, одна из граничных поверхностей которого является свободной, другая – жестко закрепленной. Применяются интегральные преобразования Лапласа и Фурье. Вследствие однородности полученных трансформант для перехода в пространство оригиналов используется метод совместного обращения интегральных преобразований. Решение строится в виде ряда по отраженным волнам.

Побудовано аналітичний розв'язок плоскої задачі про дію нестаціонарного навантаження на поверхню пружного шару. Застосовано інтегральні перетворення Лапласа і Фур'є. Розв'язок побудовано у вигляді ряду по відбитим хвилям, в якому при обчисленнях утримується скінченна кількість членів. Перехід в простір оригіналів проведено в результаті спільного обернення інтегральних перетворень. Числові розрахунки виконані для навантаження, що раптово виникає на поверхні шару і поширюється з постійною швидкістю. Нормальне напруження на осі симетрії обчислене для інтервалу часу, протягом якого головна хвиля розширення чотири рази проходить товщину шару. Наведено результати порівняння з аналогічною задачею при змішаних граничних умовах.Побудовано аналітичний розв'язок плоскої задачі про дію нестаціонарного навантаження на поверхню пружного шару. Застосовано інтегральні перетворення Лапласа і Фур'є. Розв'язок побудовано у вигляді ряду по відбитим хвилям, в якому при обчисленнях утримується скінченна кількість членів. Перехід в простір оригіналів проведено в результаті спільного обернення інтегральних перетворень. Числові розрахунки виконані для навантаження, що раптово виникає на поверхні шару і поширюється з постійною швидкістю. Нормальне напруження на осі симетрії обчислене для інтервалу часу, протягом якого головна хвиля розширення чотири рази проходить товщину шару. Наведено результати порівняння з аналогічною задачею при змішаних граничних умовах.

An analytical solution of a plane problem on action of the nonstationary load on the surface of elastic layer is constructed. The Laplace and Fourier integral transforms are applied. The solution is obtained in the form of series by reflected waves, from which a finite number of terms are retained in the calculations. A transition to the space of originals is carried out by a joint inversion of integral transforms. The Numerical calculations are performed for a load that suddenly appears on the surface of a layer and propagates with the constant velocity. The normal stress on the axis of symmetry is calculated for the time interval during of which the extension head wave passes four times through the thickness of layer. The results of comparison with a similar problem for mixed boundary conditions are presented.