ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ БЫСТРОЙ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ О НАПРЯЖЕНИЯХ В БРУСЕ
- Авторы: Чернышов А.Д.1, Горяйнов В.В.2, Попов М.И.1
-
Учреждения:
- Воронежский государственный университет инженерных технологий
- Воронежский государственный технический университет
- Выпуск: № 1 (2023)
- Страницы: 115-128
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1026-3519/article/view/137499
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0572329922100142
- EDN: https://elibrary.ru/KIQKNY
- ID: 137499
Цитировать
Аннотация
С помощью быстрой тригонометрической интерполяции решена задача о напряжениях в брусе прямоугольного сечения. Проведено сравнение полученного приближенного аналитического решения с точным, в ходе которого исследована относительная погрешность компонент перемещений, компонент тензора напряжений, невязка уравнений равновесия Ламе и невязка граничных условий. Установлено, что при использовании в быстрых разложениях граничной функции второго порядка и небольшом количестве членов в рядах Фурье (от двух до шести) максимальная относительная погрешность δmax компонент перемещений и компонент тензора напряжений составляет менее одного процента. С увеличением порядка граничной функции и/или количества членов N в рядах Фурье δmax быстро уменьшается. Увеличение порядка граничной функции является более эффективным способом уменьшения погрешности вычислений δmax, чем увеличение количества членов в рядах Фурье. При исследовании интенсивности напряжений \(\tilde {\sigma }\) в брусе с различными габаритными размерами прямоугольного сечения, но одинаковой площадью всех сечений выяснилось, что наименьшее значение \({{\tilde {\sigma }}_{{\max }}}\) среди всех сечений наблюдается в брусе с квадратным сечением.
Об авторах
А. Д. Чернышов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Email: chernyshovad@mail.ru
Россия, Воронеж
В. В. Горяйнов
Воронежский государственный технический университет
Email: gorvit77@mail.ru
Россия, Воронеж
М. И. Попов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Автор, ответственный за переписку.
Email: mihail_semilov@mail.ru
Россия, Воронеж
Список литературы
- Савичев И.С., Чернышов А.Д. Применение метода угловых суперпозиций для решения контактной задачи о сжатии упругого цилиндра // Изв. РАН. МТТ. 2009. № 3. С. 151–162.
- Чернышов А.Д. Метод угловых суперпозиций для краевых задач. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. 350 c.
- Чернышов А.Д. Решение задачи о кручении упругого стержня – угольного сечения методом расширения границ // ПМТФ. 2009. Т. 50. № 6 (298). С. 193–200.
- Гоцев Д.В., Ковалев А.В., Спорыхин А.Н. Локальная неустойчивость пластин с запрессованными кольцевыми включениями при упругопластическом поведении материалов // ПМТФ. 2001. Т. 42. № 3 (247). С. 146–151.
- Минаева Н.В. О применении метода возмущений в механике деформируемых тел // Изв. РАН. МТТ. 2008. № 1. С. 37–39.
- Шашкин А.И., Минаева Н.В., Гриценко А.В. Квазистатическое деформирование упругого стержня при продольном изгибе // Изв. высш. уч. зав. Машиностр. 2008. № 12. С. 21–25.
- Вервейко Н.Д., Егоров М.В. Математическое моделирование динамического деформирования упруговязкопластических оболочек конечной длины лучевым методом // Вестн. Самарск. гос. тех. ун-та. Сер.: Физ.-мат. науки. 2018. Т. 22. № 2. С. 325–343. https://doi.org/10.14498/vsgtu1610
- Севастьянов Г.М., Штука В.И., Буренин А.А. Лучевой метод в приближенном решении задачи об ударном нагружении несжимаемого цилиндрического слоя // Вестн. Чувашск. гос. пед. ун-та им. И.Я. Яковлева. Сер.: Мех. пред. сост. 2015. № 4 (26). С. 50–62.
- Буренин А.А., Рагозина В.Е. К построению приближенных решений краевых задач ударного деформирования // Изв. РАН. МТТ. 2008. № 2. С. 106–113.
- Вестяк А.В., Земсков А.В. Модель нестационарных упруго-диффузионных колебаний шарнирно опертой балки Тимошенко // Изв. РАН. МТТ. 2020. № 5. С. 107–119. https://doi.org/10.31857/S0572329920030174
- Гандилян Д.В., Устинов К.Б. Влияние поверхностных эффектов в задачах теории упругости для областей, ограниченных неконцентрическими окружностями // Изв. РАН. МТТ. 2020. № 5. С. 95–106. https://doi.org/10.31857/S0572329920050062
- Тарлаковский Д.В., Федотенков Г.В. Пространственное нестационарное движение упругой сферической оболочки // Изв. РАН. МТТ. 2015. № 2. С. 118–128.
- Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Мурашкин Е.В. Об остаточных напряжениях в окрестности цилиндрического дефекта сплошности вязкоупругопластического материала // ПМТФ. 2006. Т. 47. № 2 (276). С. 110–119.
- Timoshenko S.P., Goodier J.N. Theory of elasticity. 3rd ed. McGraw-Hill Inc., 1970. 567 p. = Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1979. 560 с.
- Меньшова И.В. Разложения по функциям Фадля–Папковича. Основные формулы // Вестн. Чувашск. гос. пед. ун-та им. И.Я. Яковлева. Сер.: Мех. пред. сост. 2012. № 4 (14). С. 133–139.
- Себряков Г.Г., Коваленко М.Д., Меньшова И.В., Шуляковская Т.Д. Разложения Лагранжа по функциям Фадля–Папковича в краевой задаче теории упругости для полуполосы // Доклады aкадемии наук. 2015. Т. 460. № 5. С. 540. https://doi.org/10.7868/S0869565215050126
- Петров В.В. Двухшаговый метод последовательного возмущения параметров и его применение к решению нелинейных задач механики твердого деформируемого тела // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. С. 6–12.
- Горяйнов В.В., Попов М.И., Чернышов А.Д. Решение задачи о напряжениях в остром клиновидном режущем инструменте методом быстрых разложений и проблема согласования граничных условий // Изв. РАН. МТТ. 2019. № 5. С. 113–130. https://doi.org/10.1134/S0572329919050088
- Чернышов А.Д., Горяйнов В.В., Кузнецов С.Ф., Никифорова О.Ю. Применение быстрых разложений для построения точных решений задачи о прогибе прямоугольной мембраны под действием переменной нагрузки // Вестн. Томск. гос. ун-та. Мат. мех. 2021. № 70. С. 127–142. https://doi.org/10.17223/19988621/70/11
- Chernyshov A.D., Goryainov V.V., Danshin A.A. Analysis of the stress field in a wedge using the fast expansions with pointwise determined coefficients // IOP Conf. Ser.: J. Phys: Conf. Ser. 2018. V. 973. P. 012002. https://doi.org/10.1088/174265.
- Чернышов А.Д. Метод быстрых разложений для решения нелинейных дифференциальных уравнений // Ж. выч. мат. физ. Т. 54. № 1. 2014. С. 13–24. https://doi.org/10.7868/S0044466914010062
- Чернышов А.Д., Горяйнов В.В., Лешонков О.В., Соболева Е.А., Никифорова О.Ю. Сравнение скорости сходимости быстрых разложений с разложениями в классический ряд Фурье // Вестн. Воронеж. гос. ун-та. Сер.: Сист. анализ инф. технол. 2019. № 1. С. 27–34. https://doi.org/10.17308/sait.2019.1/1273
- Чернышов А.Д., Горяйнов В.В., Чернышов О.А. Применение метода быстрых разложений для расчета траекторий космических кораблей // Изв. вузов. Авиац. техн. 2015. № 2. С. 41–47.
- Чернышов А.Д. Решение нелинейного уравнения теплопроводности для криволинейной области с условиями Дирихле методом быстрых разложений // Инж.-физ. ж. 2018. Т. 91. № 2. С. 456–468.
- Чернышов А.Д. Решение двухфазной задачи Стефана с внутренним источником и задач теплопроводности методом быстрых разложений // Инж.-физ. ж. 2021. Т. 94. № 1. С. 101–120.
- Briand T. Trigonometric polynomial interpolation of images // Image Processing on Line. 2019. V. 9. P. 291– 316. https://doi.org/10.5201/ipol.2019.273
- Поршнев С.В., Кусайкин Д.В. Восстановление периодических дискретных сигналов конечной длительности с помощью тригонометрической интерполяции // Изв. высш. учебн. завед. Приборостр. 2017. Т. 60. № 6. С. 504–512. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2017-60-6-504-512
- URL: https://docs.cntd.ru/document/554403082?marker=A840NF (дата обращения: 18.03.2022).
- Писаренко Г.С., Можаровский Н.С. Уравнения и краевые задачи пластичности и ползучести. Киев: Наук. думка, 1981. 496 с.