考虑一个均匀的预应力固体。因此,预应力状态由六个分量定义,即:
年代
11
,
年代
22
,
年代
33
,
年代
12
=
年代
21
,
年代
31
=
年代
13,
年代
23
=
年代
32.让所有的应力分量都是
(
x
,
y
,
z
).初始应力状态引入各向异性,因此即使对于由两个拉梅常数定义的初始各向同性固体
λ
,
μ,增量弹性系数的个数
(
B
我
j
,
问
我
)总是大于2。让
(
X
,
Y
,
Z
)分别为力沿坐标轴的分量,其中
X,
Y,
Z都是常数。预应力固体在外力作用下的动力学方程的一般形式由Biot给出[
552页):
∂
年代
11
∂
x
+
∂
年代
12
∂
y
+
∂
年代
31
∂
z
+
ρ
Δ
x
+
ρ
(
ω
z
Y
-
ω
y
Z
)
-
ρ
e
X
-
e
x
x
∂
年代
11
∂
x
-
e
y
y
∂
年代
12
∂
y
-
e
z
z
∂
年代
31
∂
z
-
e
y
z
(
∂
年代
31
∂
y
+
∂
年代
12
∂
z
)
-
e
z
x
(
∂
年代
11
∂
z
+
∂
年代
31
∂
x
)
-
e
x
y
(
∂
年代
12
∂
x
+
∂
年代
11
∂
y
)
+
(
年代
11
-
年代
22
)
∂
W
z
∂
y
-
2
年代
12
∂
W
z
∂
x
+
年代
12
∂
W
x
∂
z
+
(
年代
33
-
年代
11
)
∂
W
y
∂
z
+
2
年代
12
∂
W
y
∂
x
-
年代
31
∂
W
x
∂
y
+
年代
23
(
∂
W
y
∂
y
-
∂
W
z
∂
z
)
=
ρ
∂
2
u
1
∂
t
2
.另外两个方程是通过循环排列得到的
x,
y,
z, 1, 2, 3和
X,
Y,
Z.
ρ为密度
(
u
1
,
u
2
,
u
3.
)沿轴的位移分量。
Δ
X
我是否假定增量体力的分量满足方程
Δ
X
我
=
u
j
X
我
,
j
=
0
,
e
=
e
x
x
+
e
y
y
+
e
z
z
.的
年代
我
j为预应力分量,假定满足平衡方程。
年代
我
j
,
j
+
ρ
X
我
=
0
,与初始应变有关
ϵ
我
j由胡克定律
年代
我
j
=
λ
ϵ
我
我
δ
我
j
+
2
μ
ϵ
我
j
,增量的压力
年代
我
j应该与增量应变线性相关吗
e
我
j通过增量弹性系数
B
我
j和
问
我
年代
11
=
B
11
e
x
x
+
B
12
e
y
y
+
B
13
e
z
z
,
年代
22
=
B
21
e
x
x
+
B
22
e
y
y
+
B
23
e
z
z
,
年代
33
=
B
31
e
x
x
+
B
32
e
y
y
+
B
33
e
z
z
,
年代
23
=
2
问
1
e
y
z
,
年代
31
=
2
问
2
e
z
x
,
年代
23
=
2
问
3.
e
x
y
.我们假设
(
u
1
,
u
2
,
u
3.
)
=
(
u
,
v
,
w
)
,
(
X
1
,
X
2
,
X
3.
)
=
(
X
,
Y
,
Z
)
,
e
x
x
=
∂
u
∂
x
,
e
y
y
=
∂
v
∂
y
,
e
z
z
=
∂
w
∂
z
,
e
x
y
=
1
2
(
∂
u
∂
y
+
∂
v
∂
x
)
,
e
y
z
=
1
2
(
∂
v
∂
z
+
∂
w
∂
y
)
,
e
z
x
=
1
2
(
∂
w
∂
x
+
∂
u
∂
z
)
,
W
x
=
1
2
(
∂
w
∂
y
-
∂
v
∂
z
)
,
W
y
=
1
2
(
∂
u
∂
z
-
∂
w
∂
x
)
,
W
z
=
1
2
(
∂
v
∂
x
-
∂
u
∂
y
)
.用(
2.2), (
2.5)和(
2.6) (
2.1),我们有
B
11
∂
2
u
∂
x
2
+
(
问
3.
-
P
1
2
)
∂
2
u
∂
y
2
+
(
问
2
+
P
3.
2
)
∂
2
u
∂
z
2
-
年代
12
∂
2
v
∂
x
2
-
1
2
年代
12
∂
2
v
∂
z
2
-
年代
31
∂
2
w
∂
x
2
-
1
2
年代
31
∂
2
w
∂
y
2
+
年代
12
∂
2
u
∂
x
∂
y
+
年代
23
∂
2
u
∂
y
∂
z
+
年代
31
∂
2
u
∂
x
∂
z
+
(
B
12
+
问
3.
+
P
1
2
)
∂
2
v
∂
x
∂
y
+
1
2
年代
31
∂
2
v
∂
y
∂
z
-
1
2
年代
23
∂
2
v
∂
x
∂
z
+
(
B
13
+
问
2
-
P
3.
2
)
∂
2
w
∂
x
∂
z
+
1
2
年代
12
∂
2
w
∂
y
∂
z
-
1
2
年代
23
∂
2
w
∂
x
∂
y
-
(
∂
年代
11
∂
x
+
ρ
X
)
∂
u
∂
x
-
1
2
(
∂
年代
12
∂
x
+
∂
年代
11
∂
y
)
∂
u
∂
y
-
1
2
(
∂
年代
31
∂
x
+
∂
年代
11
∂
z
+
ρ
Z
)
∂
u
∂
z
-
1
2
(
∂
年代
12
∂
x
+
∂
年代
11
∂
y
-
ρ
Y
)
∂
v
∂
x
+
(
∂
年代
12
∂
y
+
ρ
X
)
∂
v
∂
y
-
1
2
(
∂
年代
31
∂
y
+
∂
年代
12
∂
z
)
∂
v
∂
z
-
1
2
(
∂
年代
31
∂
x
+
∂
年代
11
∂
z
-
ρ
Z
)
∂
w
∂
x
-
1
2
(
∂
年代
31
∂
y
+
∂
年代
12
∂
z
)
∂
w
∂
y
-
(
∂
年代
31
∂
z
+
ρ
X
)
∂
w
∂
z
=
ρ
∂
2
u
∂
t
2
.另外两个方程由(
2.7)按循环排列
x,
y,
z, 1, 2, 3,
X,
Y,
Z和
u,
v,
w.
在这里
P
1
=
年代
11
-
年代
22
,
P
2
=
年代
22
-
年代
33
,
P
3.
=
年代
33
-
年代
11
.
3.波的传播
对于沿方向余弦所指定的方向传播的弹性波
(
l
,
米
,
n
)沿着坐标轴,我们取
u
=
U
我
经验值
(
我
P
)
,
v
=
V
我
经验值
(
我
P
)
,
w
=
W
我
经验值
(
我
P
)
.
(
U
我
,
V
我
,
W
我
)振幅因子沿轴和
P阶段的因素:
P
=
k
{
c
t
-
(
l
x
+
米
y
+
n
z
)
}
,在哪里
c为相速度,
k是波数。
把(
3.1)和(
3.2) (
2.7),我们得到
(
Ω
1
+
Ω
1
”
+
ρ
c
2
)
U
我
+
(
我
1
+
我
1
”
)
V
我
+
(
K
1
+
K
1
”
)
W
我
=
0
,
(
K
2
+
K
2
”
)
U
我
+
(
Ω
2
+
Ω
2
”
+
ρ
c
2
)
V
我
+
(
我
2
+
我
2
”
)
W
我
=
0
,
(
我
3.
+
我
3.
”
)
U
我
+
(
K
3.
+
K
3.
”
)
V
我
+
(
Ω
3.
+
Ω
3.
”
+
ρ
c
2
)
W
我
=
0
,在哪里
Ω
1
=
-
{
B
11
l
2
+
(
问
3.
-
P
1
2
)
米
2
+
(
问
2
+
P
3.
2
)
n
2
+
年代
12
l
米
+
年代
23
米
n
+
年代
31
n
l
}
,
我
1
=
年代
12
l
2
+
(
年代
12
2
)
n
2
-
(
B
12
+
问
3.
+
P
1
2
)
l
米
-
(
年代
31
2
)
米
n
+
(
年代
23
2
)
l
n
,
K
1
=
年代
31
l
2
+
(
年代
31
2
)
米
2
-
(
B
13
+
问
2
-
P
3.
2
)
l
n
-
(
年代
12
2
)
米
n
+
(
年代
23
2
)
l
n
,
Ω
1
”
=
我
k
{
(
∂
年代
11
∂
x
+
ρ
X
)
l
+
1
2
(
∂
年代
12
∂
x
+
∂
年代
11
∂
y
+
ρ
Y
)
米
+
1
2
(
∂
年代
31
∂
x
+
∂
年代
11
∂
z
+
ρ
Z
)
n
}
,
我
1
”
=
我
k
{
1
2
(
∂
年代
12
∂
x
+
∂
年代
11
∂
y
-
ρ
Y
)
l
-
(
∂
年代
12
∂
y
+
ρ
X
)
米
+
1
2
(
∂
年代
31
∂
y
+
∂
年代
12
∂
z
)
n
}
,
K
1
”
=
我
k
{
1
2
(
∂
年代
31
∂
x
+
∂
年代
11
∂
z
-
ρ
Z
)
l
+
1
2
(
∂
年代
31
∂
y
+
∂
年代
12
∂
z
)
米
+
1
2
(
∂
年代
31
∂
z
+
ρ
X
)
n
}
.的显式表达式
(
Ω
2
,
Ω
3.
),
(
ℑ
2
,
ℑ
3.
),
(
2
,
3.
),
(
Ω
2
”
,
Ω
3.
”
),
(
ℑ
2
”
,
ℑ
3.
”
),
(
2
”
,
3.
”
),由(
3.4) - (
3.9),通过循环排列
x,
y,
z, 1, 2, 3,
l,
米,
n和
X,
Y,
Z,分别。
设定系数的行列式
U
我,
V
我和
W
我(
3.3= 0,化简后,我们得到三次方程
ρ
c
2:
ρ
3.
c
6
+
ρ
2
c
4
(
一个
+
B
+
D
)
+
ρ
c
2
(
一个
B
+
B
D
+
D
一个
-
F
J
-
E
我
-
H
G
)
+
(
一个
B
D
+
E
F
G
+
H
我
J
-
一个
F
J
-
E
我
D
-
H
G
B
)
=
0
,在哪里
一个
=
Ω
1
+
Ω
1
”
,
E
=
我
1
+
我
1
”
,
H
=
K
1
+
K
1
”
,
B
=
Ω
2
+
Ω
2
”
,
F
=
我
2
+
我
2
”
,
我
=
K
2
+
K
2
”
,
D
=
Ω
3.
+
Ω
3.
”
,
G
=
我
3.
+
我
3.
”
,
J
=
K
3.
+
K
3.
”
.
4.特殊情况
有两个特殊情况可以立即处理。
4.1.三维预应力介质以下4.4.1。波沿唯一轴的传播
把
n
=
1,
l
=
米
=
0在(
3.3) - (
3.8),在表示
(
Ω
2
,
Ω
3.
),
(
ℑ
2
,
ℑ
3.
),
(
2
,
3.
),
(
Ω
2
”
,
Ω
3.
”
),
(
ℑ
2
”
,
ℑ
3.
”
),
(
2
”
,
3.
”
),我们得到
Ω
11
=
-
(
问
2
+
P
3.
2
)
,
Ω
21
=
-
(
问
1
-
P
2
2
)
,
Ω
31
=
-
B
33
,
我
11
=
年代
12
2
,
我
21
=
0
,
我
31
=
年代
31
,
K
11
=
0
,
K
21
=
年代
12
2
,
K
31
=
年代
23
,
Ω
11
”
=
我
2
k
(
∂
年代
31
∂
x
+
∂
年代
11
∂
z
+
ρ
z
)
,
Ω
21
”
=
我
2
k
(
∂
年代
23
∂
y
+
∂
年代
22
∂
z
+
ρ
z
)
,
Ω
31
”
=
我
k
(
∂
年代
33
∂
x
+
ρ
z
)
,
我
11
”
=
我
2
k
(
∂
年代
31
∂
y
+
∂
年代
12
∂
z
)
,
我
21
”
=
-
我
k
(
∂
年代
23
∂
z
+
ρ
Y
)
,
我
31
”
=
我
k
(
∂
年代
33
∂
x
+
∂
年代
31
∂
z
-
ρ
X
)
,
K
11
”
=
我
k
(
∂
年代
31
∂
z
+
ρ
X
)
,
K
21
”
=
我
2
k
(
∂
年代
23
∂
x
+
∂
年代
12
∂
z
)
,
K
31
”
=
我
2
k
(
∂
年代
33
∂
y
+
∂
年代
23
∂
z
+
ρ
Y
)
.方程(
3.10)以形式
ρ
3.
c
6
+
ρ
2
c
4
(
一个
1
+
B
1
+
D
1
)
+
ρ
c
2
(
一个
1
B
1
+
B
1
D
1
+
D
1
一个
1
-
F
1
J
1
-
E
1
我
1
-
H
1
G
1
)
+
(
一个
1
B
1
D
1
+
E
1
F
1
G
1
+
H
1
我
1
J
1
-
一个
1
F
1
J
1
-
E
1
我
1
D
1
-
H
1
G
1
B
1
)
=
0
,在哪里
一个
1
=
Ω
11
+
Ω
11
”
,
B
1
=
Ω
21
+
Ω
21
”
,
D
1
=
Ω
31
+
Ω
31
”
,
E
1
=
我
11
+
我
11
”
,
F
1
=
我
21
”
,
G
1
=
我
31
+
我
31
”
,
H
1
=
K
11
”
,
我
1
=
K
21
+
K
21
”
,
J
1
=
K
31
+
K
31
”
.