Soliton-like Dispersive Lamb Waves in an Anisotropic Layer

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

For an anisotropic layer with arbitrary elastic anisotropy, dispersion relations for harmonic plane Lamb waves are constructed, and an analysis of solutions for a symmetric fundamental mode at an infinitely small frequency (soliton-like waves) is performed. Dispersion equations for Lamb waves, including the corresponding limiting values, are obtained in explicit form.

About the authors

A. V. Ilyashenko

Moscow State University of Civil Engineering

Author for correspondence.
Email: avi_56@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Planat M., Hoummady M. Observation of soliton-like envelope modulation generated in an anisotropic quartz plate by metallic in interdigital transducers, Appl. Phys. Lett. // 1989. V. 55. P. 103–112.
  2. Davies R.M. A critical study of the Hopkinson pressure bar // Phil. Trans. R. Soc. 1948. V. A240. P. 375–457.
  3. Mindlin R.D., McNiven H.D. Axially symmetric waves in elastic rods // J. Appl. Mech. 1960. V. 27. P. 145–151.
  4. Onoe M., McNiven H.D., Mindlin R.D. Dispersion of axially symmetric waves in elastic rods // J. Appl. Mech. 1962. V. 29. P. 729–734.
  5. Graff K.F. Wave Motion in Elastic Solids. Clarendon Press: Oxford. 1975.
  6. Kawahara T. Oscillatory solitary waves in dispersive media // J. Phys. Soc. Japan. 1972. V. 33. P. 260–268.
  7. Soerensen M.P., Christiansen P.L., Lomdahl P.S. Solitary waves on nonlinear elastic rods. I. // J. Acoust. Soc. Amer. 1984. V. 76. P. 871–879.
  8. Porubov I.V., Samsonov A.M., Velarde M.G., Bukhanovsky A.V. Strain solitary waves in an elastic rod embedded in another elastic external medium with sliding // Phys.Rev. Ser. E. 1998. V. 58. P. 3854–3864.
  9. Lamb H. On waves in an elastic plate // Proc. Roy. Soc. 1917. V. A93. P. 114–128.
  10. Kuznetsov S.V. Subsonic Lamb waves in anisotropic plates // Quart. Appl. Math. 2002. V. 60. P. 577–587.
  11. Thomson W.T. Transmission of elastic waves through a stratified solid medium // J. Appl. Phys. 1950. V. 21. № 2. P. 89–93.
  12. Haskell N.A. Dispersion of surface waves on multilayered media // Bull. Seismol. Soc. America. 1953. V.43. № 1. P. 17–34.
  13. Knopoff L. A matrix method for elastic wave problems // Bull. Seismol. Soc. America. 1964. V.54. № 1. P. 431–438.
  14. Kuznetsov S.V. Fundamental and singular solutions of Lamé equations for media with arbitrary elastic anisotropy // Quart. Appl. Math. 2005. V. 63. P. 455–467.
  15. Goldstein R.V., Kuznetsov S.V. Long-wave asymptotics of Lamb waves // Mech. Solids. 2017. V. 52. P. 700–707. https://doi.org/10.3103/S0025654417060097
  16. Kuznetsov S.V. SH-waves in laminated plates // Quart. Appl. Math. 2006. V.64. № 1. P. 153–165.
  17. Meier C.D. Matrix Analysis and Applied Linear Algebra. SIAM: N.Y.,2002.
  18. Djeran-Maigre I. Velocities, dispersion, and energy of SH-waves in anisotropic laminated plates // Acoust. Phys. 2014. V. 60. P. 200–207. https://doi.org/10.1134/S106377101402002X
  19. Ilyashenko A.V., Kuznetsov S.V. Pochhammer–Chree waves: polarization of the axially symmetric modes // Arch. Appl. Mech. 2018. V. 88. P. 1385–1394. https://doi.org/10.1007/s00419-018-1377-7
  20. Kravtsov A.V., Sekerzh-Zenkovich, S.Y. Finite element models in Lamb’s problem // Mech. Solids. 2011. V. 46. P. 952–959.
  21. Goldstein R.V., Dudchenko A.V., Kuznetsov S.V. The modified Cam-Clay (MCC) model: cyclic kinematic deviatoric loading // Arch. Appl. Mech. 2016. V. 86. P. 2021–2031. https://doi.org/10.1007/s00419-016-1169-x
  22. Li S., Brun, M., Djeran-Maigre I. Explicit/implicit multi-time step co-simulation in unbounded medium with Rayleigh damping and application for wave barrier // European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2020. V. 24. № 14. P. 2400–2421. https://doi.org/10.1080/19648189.2018.1506826
  23. Li S., Brun, M., Djeran-Maigre I. Benchmark for three-dimensional explicit asynchronous absorbing layers for ground wave propagation and wave barriers // Computers and Geotechnics. 2021. V. 131. Article 103808. https://doi.org/10.1080/19648189.2018.1506826
  24. Ilyashenko A.V., Kuznetsov S.V. Theoretical aspects of applying Lamb waves in nondestructive testing of anisotropic media // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2017. V. 53. № 4. P. 243–259. https://doi.org/10.1134/S1061830917040039
  25. Kuznetsov S.V. “Forbidden” planes for Rayleigh waves // Quart. Appl. Math. 2002. V. 60. P. 87–97. https://doi.org/10.1090/qam/1878260
  26. Dudchenko A.V., Dias D. Vertical wave barriers for vibration reduction // Arch. Appl. Mech. 2021. V. 91. P. 257–276.
  27. Kolsky H. Stress waves in solids // J. Sound Vibr. 1964. V. 1. P. 88–110.
  28. Onoe M., McNiven H.D., Mindlin R.D. Dispersion of axially symmetric waves in elastic rods // Trans. ASME. J. Appl. Mech. 1962. V. 29. P. 729–734.
  29. Zemanek J. An experimental and theoretical investigation of elastic wave propagation in a cylinder // J. Acoust. Soc. Amer. 1972. V. 51. P. 265–283.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».