Surface Waves in Anisotropic and Laminated Bodies and Defects... - 9781402023866

Wśród różnorodności ruchów falowych można wyróżnić pragację fal powierzchniowych, gdyż te fale powierzchniowe często regulują cechy przenoszenia energii w kontinuum (układzie), jego deformację i pękanie. Przewidziane przez Rayleigha w 1885 roku fale powierzchniowe reprezentują fale zlokalizowane w pobliżu rozszerzonych granic (powierzchni) płynnych i elastycznych ośrodków. W idealnym przypadku izotropowej półprzestrzeni sprężystej, gdy fale Rayleigha rozchodzą się wzdłuż powierzchni, amplituda (przemieszczenie) fali w kierunku poprzecznym maleje wykładniczo wraz ze wzrostem odległości od powierzchni. W rezultacie energia zaburzeń powierzchniowych jest lokalizowana przez fale Rayleigha w stosunkowo wąskiej warstwie pod powierzchnią. To właśnie ta właściwość fal powierzchniowych prowadzi do zjawisk rezonansowych towarzyszących ruchowi źródeł zaburzeń (takich jak obciążenia powierzchniowe) z prędkościami bliskimi Rayleigha (patrz np. RV Goldstein. Fale Rayleigha i zjawiska rezonansowe w ciałach sprężystych Journal of Applied Mathematics and Mechanics (PMM), 1965, t. 29, N 3, s. 608-619). Należy pamiętać, że zjawiska rezonansowe są nieodłączną cechą ośrodka sprężystego także w przypadku, gdy początkowo nie ma wolnych (nieobciążonych) powierzchni. Powstają one jednak w wyniku działania zewnętrznego, któremu towarzyszy naruszenie ciągłości pewnych wielkości fizycznych, np. poprzez zarodkowanie pęknięć i dynamiczną propagację. Należy zauważyć, że powyższe zjawiska rezonansowe są związane z naturą fal powierzchniowych jako rozwiązań jednorodnych (funkcji własnych) dynamicznych równań sprężystości dla półprzestrzeni (tj. niezerowych rozwiązań przy zanikających warunkach brzegowych).