轴向静载对变截面杆中应力波幅值的影响

袁 伟， 常军然， 金解放， 郭钟群， 梁 晨， 吴 越， 张 睿， 王熙博

(1.江西理工大学 建筑与测绘工程学院，江西 赣州 341000；2.江西理工大学 应用科学学院，江西 赣州 341000；3.江西理工大学 江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室，江西 赣州 341000；4.江西理工大学 资源与环境工程学院，江西 赣州 341000)

在土木工程和机械制造等诸多领域，为了达到受力合理、经济安全等目的，变截面构件和结构得到了广泛的应用[1-3]。由于地震、爆破或机械冲击等自然或人类活动，工程构件和结构在正常工作过程中，不可避免地承受动载荷作用。杆件应力波传播衰减的影响因素及规律是研究杆件动态响应和结构动态效应的基础，属于众多学者研究的重点领域和问题[4-6]。

一维应力波理论认为，影响波传播特征的因素可以分为两类：物理因素和几何因素。前者指介质的密度、弹性模量等参数；而后者主要指杆的横截面形式、横截面积沿轴线的变化特征等。针对变截面弹性杆的研究表明，应力波由小截面端向大截面端传播时，幅值发生放大现象；反之，幅值将会减小。沿波传播的方向，横截面积变化速度越快，应力波幅值的变化越剧烈[7-10]。李永池等[11]研究了黏塑性变截面杆中冲击波的演化过程，同时分析了冲击波后方的应力波传播规律。Gan等[12]也对变截面弹性杆中P波传播的频率依赖性进行了研究。

由于结构自重、外部荷载、地应力等因素的作用，工程构件或结构物在正常工作时，往往处于一定的静载作用之下。……