Моделирование упругих волн в блочной среде на основе уравнений континуума Коссера : научное издание

Описание

Перевод названия: Modeling of elastic waves in a block medium based on equations of the Cosserat continuum

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2014

Идентификатор DOI: 10.7242/1999-6691/2014.7.1.6

Ключевые слова: dynamics, elasticity, anisotropy, block medium, compliant interlayer, Cosserat continuum, Parallel computational algorithm, динамика, упругость, анизотропия, блочная среда, податливая прослойка, континуум Коссера, параллельный вычислительный алгоритм

Аннотация: В структурно-неоднородных средах, состоящих из большого числа упругих блоков, которые взаимодействуют между собой через податливые прослойки, процессы распространения волн напряжений и деформаций приближенно описываются уравнениями континуума Коссера. При малой толщине прослоек применима классическая теория изотропного континуума. Показать полностьюС увеличением толщины проявляется эффект анизотропии, который учитывается в рамках теории ортотропного моментного континуума. Based on the equations of the dynamics of piecewise-homogeneous elastic media, parallel computational algorithms are developed to simulate the process of stress and strain wave propagation in a medium consisting of a large number of blocks interacting through compliant interlayers. Computations of waves caused by localized impulsive perturbations show that such a medium can be considered as isotropic only in the case of sufficiently thin interlayers. In the case of relatively thick interlayers, the anisotropy effects are observed which consist in the appearance of elongated wave fronts along the coordinate directions and characteristic oscillations of velocities and stresses because of the rotational motion of blocks. For the description of waves in a block medium with thin interlayers, the equations of the isotropic Cosserat continuum are applicable. As the thickness of interlayers increases, the orthotropic couple-stress continuum theory which takes into account the symmetry of elastic properties relative to the coordinate planes can be applied. By comparing the elastic wave velocities in the framework of piecewise-homogeneous model and continuum model and the compliance coefficients of the material in the special schemes of quasistatic deformation with uniform block rotation and with internal curvature formation due to an inhomogeneous rotation, simple formulas are obtained to estimate the mechanical parameters of the orthotropic Cosserat continuum modeling a block medium.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Вычислительная механика сплошных сред

Выпуск журнала: Т. 7, 1

Номера страниц: 52-60

ISSN журнала: 19996691

Место издания: Пермь

Издатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук

Персоны

Вхождение в базы данных