Контактная задача о кручении многослойного основания с упругими связями между слоями


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрено кручение многослойного основания с упругими связями между слоями цилиндрическим штампом с плоской подошвой. Для решения задачи использовано интегральное преобразование Ханкеля первого порядка и метод функций податливости, который ранее использовался для решения граничных задач для многослойных оснований с идеальным контактом между слоями. В каждом слое введены две вспомогательные функции, которые связаны с трансформантами касательных напряжений и перемещений точек верхней границы слоя. Компоненты напряжённо-деформированного состояния каждого слоя представлены в виде линейных комбинаций этих функций. Построены рекуррентные соотношения, которые связывают вспомогательные функции соседних слоёв основания. Введены функции податливости. Введена функция, связанная с неизвестными контактными напряжениями, относительно которой построено сингулярное интегральное уравнение задачи, ядро которого содержит интеграл Сонина-Вебера. Приближенное решение уравнения найдено методом механических квадратур. Для однослойного и двухслойного оснований проанализировано влияние коэффициентов упругих связей на распределение контактных напряжений. Выявлены следующие закономерности: наличие упругих связей между слоями основания приводит к уменьшению контактных напряжений по сравнению со случаем идеального контакта, однако этот эффект практически заметен только при относительно малой толщине верхнего слоя; уменьшение модуля сдвига хотя бы одного из слоёв двухслойного основания приводит к уменьшению контактных напряжений как при идеальном контакте, так и при наличии упругих связей между слоями основания.

Об авторах

Нина Николаевна Антоненко

Запорожский национальный технический университет

Email: antonenkonina@i.ua
(к.ф.-м.н.; antonenkonina@i.ua; автор, ведущий переписку), старший преподаватель, каф. общей математики Украина, 69600, Запорожье, ул. Жуковского, 64

Игорь Георгиевич Величко

Таврический государственный агротехнологический университет

Email: wig64@mail.ru
(к.ф.-м.н., доц.; wig64@mail.ru), доцент, каф. высшей математики и физики Украина, 72310, Мелитополь, пр. Б. Хмельницкого, 18

Список литературы

  1. Jones J. P., Whitter J. S. Waves at a Flexibly Bonded Interface // J. Appl. Mech., 1967. vol. 4, no. 34. pp. 905-909. doi: 10.1115/1.3607854.
  2. Reissner E., Sagoci H. F. Forced Torsional Oscillations of an Elastic Half-Space. I // J. Appl. Phys., 1944. vol. 15, no. 9. pp. 652-654. doi: 10.1063/1.1707489.
  3. Борадачев Н. М., Борадачева Ф. Н. Кручение упругого полупространства, вызванное поворотом кольцевого штампа // Инж. журн. МТТ, 1966. № 1. С. 94-99.
  4. Shibuya T. A Mixed Boundary Value Problem of an Elastic Half-Space under Torsion by a Flat Annular Rigid Stamp // Bulletin of JSME, 1976. vol. 19, no. 129. pp. 233-238. doi: 10.1299/jsme1958.19.233.
  5. Dhawan G. K. A mixed boundary value problem of a transversely-isotropic half-space under torsion by a flat annular rigid stamp // Acta Mechanica, 1981. vol. 41, no. 3-4. pp. 289-297. doi: 10.1007/bf01177354.
  6. Puro A. É. Solution of the axisymmetric problem of the torsion of an inhomogeneous layer // Soviet Applied Mechanics, 1982. vol. 18, no. 12. pp. 1071-1075. doi: 10.1007/bf00882216.
  7. Selvadurai P. S., Singh B. M., Vrbik J. A Reissner-Sagoci problem for a non-homogeneous elastic solid // Journal of Elasticity, 1986. vol. 16, no. 4. pp. 383-391. doi: 10.1007/bf00041763.
  8. Tie-Jun L., Yue-Sheng W. Reissner-Sagoci problem for functionally graded materials with arbitrary spatial variation of material properties // Mechanics Research Communications, 2009. vol. 36, no. 3. pp. 322-329. doi: 10.1016/j.mechrescom.2008.10.002.
  9. Васильев А. С., Айзикович С. М. Математическое моделирование задачи о кручении жестким круглым штампом функционально-градиентного композитного материала // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2010. № 2. С. 33-41.
  10. Rahman M. The Reissner-Sagoci problem for a half-space under buried torsional forces // Int. J. Solids Struct., 2000. vol. 37, no. 8. pp. 1119-1132. doi: 10.1016/s0020-7683(98)00277-7.
  11. Rahimian M., Ghorbani-Tanha A. K., Eskandari-Ghadi M. The Reissner-Sagoci problem for a transversely isotropic half-space // Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., 2006. vol. 30, no. 11. pp. 1063-1074. doi: 10.1002/nag.512 ; erratum. doi: 10.1002/nag.2239.
  12. Brzoza A., Pauk V. Torsion of rough elastic half-space by rigid punch // Arch. Appl. Mech., 2008. vol. 78, no. 7. pp. 531-542. doi: 10.1007/s00419-007-0176-3.
  13. Наумов Ю. А., Чистяк В. И. Кручение упругого неоднородного слоя штампом / Устойчивость и прочность элементов конструкций. Днепропетровск: ДГУ, 1973. С. 12-21.
  14. Dashchenko A. F., Kolybikhin Yu. D. Torsion of an orthotropic nonhomogeneous layer by two punches // Soviet Applied Mechanics, 1976. vol. 12, no. 3. pp. 269-274. doi: 10.1007/bf00884971.
  15. Грилицкий Д. В. Кручение двухслойной упругой среды // Прикл. механика, 1961. Т. 7, № 1. С. 37-42.
  16. Развитие теории контактных задач в СССР / ред. Л. А. Галин. М.: Наука, 1976. 495 с.
  17. Петришин В. И. Кручение кольцевым штампом многослойного основания / Устойчивость и прочность элементов конструкций. Днепропетровск: ДГУ, 1988. С. 96-99.
  18. Величко И. Г., Стеганцев Е. В. Контактная задача кручения многослойного основания // Вiсник Днiпропетровсько державного унiверситету, 2004. № 2. С. 146-154.
  19. Васильев А. С., Садырин Е. В., Васильева М. Е. Кручение упругого полупространства с многослойным покрытием периодической структуры // Вестник Донского государственного технического университета, 2013. Т. 13, № 5-6 (74). С. 6-13. doi: 10.12737/1275.
  20. Васильев А. С., Садырин Е. В., Федотов И. А. Контактная задача о кручении круглым штампом трансверсально-изотропного упругого полупространства с неоднородным трансверсально-изотропным покрытием // Вестник Донского государственного технического университета, 2013. № 1-2 (70-71). С. 25-34.
  21. Александров В. М., Клиндухов В. В. Контактная задача для двухслойного основания с неидеальной механической связью между слоями // Изв. РАН. МТТ, 2000. № 3. С. 84-92.
  22. Эйшинский А. М. Кручение анизотропных и неоднородных тел. Днепропетровск: Полиграфист, 1999. 389 с.
  23. Попов Г. Я. Контактные задачи для линейно-деформируемого основания. Киев: Выща школа, 1962. 168 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Самарский государственный технический университет, 2014

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».