On nonstationary contact problems for anisotropic composites in nonclassical areas

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

For the first time, an exact solution is given to the contact problem of the non-stationary action of a wedge-shaped, right-angled stamp occupying the first quadrant, which act on a deformable multilayer base. The base, which is affected by a rigid stamp in the shape of a quarter plane, can be a multilayer anisotropic composite material. It is assumed that it is possible to construct a Green’s function for it, which makes it possible to construct an integral equation of the contact problem. The geometric Cartesian coordinates of the first quadrant and the time parameter, which varies along the entire axis, are taken as parameters describing the integral equation. It is assumed that time in the boundary value problem under consideration follows from negative infinity, crosses the origin and grows to infinity, covering the entire time interval. Thus, there is no requirement in the formulation of the Cochet problem when it is necessary to set initial conditions. In this formulation, the problem is reduced to solving the three-dimensional Wiener-Hopf integral equation. The authors are not aware of any attempts to solve this problem analytically or numerically. The investigation and solution of the contact problem was carried out using block elements in a variant applicable to integral equations. It is proved that the constructed solution exactly satisfies the integral equation. The properties of the constructed solution are studied. In particular, it is shown that the solution of the non-stationary contact problem has a higher concentration of contact stresses at the edges of the stamps and at the angular point of the stamp, compared with a static case. This corresponds to the observed in practice more effective non-stationary effect of rigid bodies on deformable media, for their destruction, compared with static. The results may be useful in engineering practice, seismology, in assessing the impact of incoming waves on foundations, in the areas of using Wiener-Hopf integral equations in probability theory and statistics, and other areas.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

V. Babeshko

Kuban State University

Autor responsável pela correspondência
Email: babeshko41@mail.ru
Rússia, Krasnodar, 350040

O. Evdokimova

Southern Scientific Center, Russian Academy of Sciences

Email: babeshko41@mail.ru
Rússia, Rostov-on-Don, 344006

S. Uafa

Kuban State University

Email: babeshko41@mail.ru
Rússia, Krasnodar, 350040

V. Evdokimov

Kuban State University

Email: babeshko41@mail.ru
Rússia, Krasnodar, 350040

O. Babeshko

Kuban State University

Email: babeshko41@mail.ru
Rússia, Krasnodar, 350040

Bibliografia

  1. Freund L.B. Dynamic Fracture Mechanics. Cambridge, UK. Cambridge University Press. 1998. p. 520
  2. Achenbach J.D. Wave propagation in Elastic Solids. North-Holland Series in Applied Mathematics and Mechanics. Amsterdam: North-Holland. 1973. p. 480
  3. Abrahams I.D. & Wickham G.R. General Wiener-Hopf factorization matrix kernels with exponential phase factors // Journal of Applied Mathematics. 1990. 50. P. 819–838.
  4. Norris A.N. & Achenbach J.D. // Elastic wave diffraction by a semi infinite crack in a transversely isotropic material // Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 1984. 37. P. 565–580.
  5. Noble B. Metod Vinera-Hopfa [The Wiener-Hopf method]. M.: Ill. 1962. 280 p.
  6. Tkacheva L.A.Ploskaa zadacha o vibrasii plavaushei uprugoi plastini pod deistviem periodicheskoi vneshnei nagruzki [The planar problem of vibrations of a floating elastic plate under the action of periodic external load] // Applied mechanics and technical physics. 2004. Vol. 45. No. 5 (273). pp. 136–145. (In Russian)
  7. Chakrabarti A., George A.J. Solution of a singular integral equation involving two intervals arising in the theory of water waves // Applied Mathematics Letters. 1994. 7. P. 43–47.
  8. Davis A.M.J. Continental shelf wave scattering by a semi-infinite coastline // Geophysics, Astrophysics, Fluid Dynamics. 1987. 39. P. 25–55.
  9. Goryacheva I.G. Mehanika friksionnogo vzaimodeistvia [Mechanics of frictional interaction]. – M.: Nauka, 2001. – 478 p. (In Russian)
  10. Goryacheva I.G., Meshcheryakova A.R. Modelirovanie nakoplenia kontaktno-ustalostni povrejdenii I isnashivania v kontakte ne idealno gladkih poverhnostei [Modeling of accumulation of contact fatigue damage and wear in contact of imperfectly smooth surfaces]. // Physical mesomechanics. 2022. Vol. 25. No. 4. pp. 44–53. (In Russian).
  11. Bazhenov V.G., Igumnov L.A. Metodi granichnih integralnih uravneni I granichnih elementov [Methods of boundary integral equations and boundary elements.] M.: Physical education, 2008. 352 p. (In Russian).
  12. Kalinchuk V.V., Belyankova T.I. Dinamika poverhnosti neodnorodnogo [Dynamics of the surface of inhomogeneous media.] Fizmatlit, 2009. 312 p. (In Russian).
  13. Kalinchuk V.V., Belyankovat I. Dinamicheskie kontaktnie zadachi v prednapragennih telah [Dynamic contact problems for prestressed bodies]. Fizmatlit, 2002. – 240 p. (In Russian).
  14. Vorovich I.I., Babeshko V.A., Pryakhina O.D. Dinamika massivnih tel I resonansnie iavlenia v deformiruemih sredah [Dynamics of massive bodies and resonant phenomena in deformable media] / M., Nauka 1999. 246 p. (In Russian).
  15. Vatulyan A.O. Kontaktnie zadachi so ssepleniem dla anisotropnogo sloia [Contact problems with coupling for an anisotropic layer.] // Applied Mathematics and Mechanics. 1977. Vol. 41. v. 4. C. 727–734. (In Russian).
  16. Kolesnikov V.I., Belyak O.A. Matematicheskoe modelirovanie I exsperementalnie issledovania-osnovadla poluchenia heterogennih antifriksionnih materialov [Mathematical models and experimental studies – the basis for the design of heterogeneous antifriction materials]. M.: Fizmatlit, 2021. 265 p. (In Russian).
  17. Babeshko V.A., Glushkov E.V., Zinchenko J.F. Dinamika neodnorodnoi lineino uprugoi sredi [Dynamics of inhomogeneous linear elastic media]. M.: Nauka, 1989. 344 p. (In Russian).
  18. Christensen R. Vvedenie v mehaniku kompozitov [Introduction to the mechanics of composites]. Moscow: Mir. 1982. 335 p. (In Russian).
  19. Kushch V.I. Micromechanics of composites: multipole expansion approach. – Oxford; Waltham: Elsevier Butterworth-Heinemann. 2013. 489 p.
  20. McLaughlin R. A study of the differential scheme for composite Materials // International Journal of Engineering Science. 1977. Vol. 15. P. 237–244.
  21. Garces G., Bruno G., Wanner A. Load transfer in short fibre reinforced metal matrix composites // Acta Materialia. 2007. Vol. 55. P. 5389–5400.
  22. Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M. Tochnoe reshenie universalnim metodom modelirovania kontaktnoi zadachi v chetverti ploskosti mnogosloinoi sredi [The exact solution by a universal method of modeling a contact problem in a quarter plane of a multilayer medium.] // Applied Mathematics and Mechanics. 2022. Vol. 86. № 5. P. 628–637. https://doi.org/10.31857/S0032823522050046 (In Russian)

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

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».