О КОНТАКТНЫХ ЗАДАЧАХ ДЛЯ ДВУХ ШТАМПОВ И МОДЕЛИ ТРЕЩИН НОВОГО ТИПА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые строится точное решение контактной задачи о взаимодействии с многослойным основанием двух полубесконечных штампов, торцы которых параллельны друг другу. Штампы предполагаются абсолютно жесткими, а расстояние между ними может иметь любую конечную величину. Задача является важным этапом в алгоритме построения моделей трещины нового типа в материалах разных реологий. Механизм разрушения среды трещинами нового типа кардинально отличается от механизма разрушения среды трещинами Гриффитса и пока изучен слабо. Гриффитс объяснил происхождение своих трещин с гладкой границей как результат сжатия с боков эллиптической полости в пластине. Трещины нового типа имеют кусочно-гладкую границу, получаются в результате замены эллипса прямоугольником, сжимаемым с боков. Представленную в статье задачу можно рассматривать как результат формирования трещины нового типа с абсолютно жесткими берегами и деформируемой нижней границей. После ее решения появляется возможность перехода к деформируемым штампам и трещине нового типа в реологической среде. Решение этой задачи оказалось возможным вследствие построения точных решений интегральных уравнений Винера–Хопфа на конечном отрезке.
Показано, как решение одной из ранее не решавшихся точно задач позволяет исследовать и решать точно другие задачи, выявлять ранее не известные свойства и резонансы. В результате построения точного решения задачи подтвердился факт о неединственности решения динамических контактных задач для систем штампов и построено дисперсионное уравнение для нахождения резонансных частот.

Об авторах

В. А. Бабешко

Южный научный центр Российской академии наук; Кубанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: babeshko41@mail.ru
Россия, Ростов-на-Дону; Россия, Краснодар

О. В. Евдокимова

Южный научный центр Российской академии наук

Email: babeshko41@mail.ru
Россия, Ростов-на-Дону

О. М. Бабешко

Кубанский государственный университет

Email: babeshko41@mail.ru
Россия, Краснодар

М. В. Зарецкая

Кубанский государственный университет

Email: babeshko41@mail.ru
Россия, Краснодар

В. С. Евдокимов

Кубанский государственный университет

Email: babeshko41@mail.ru
Россия, Краснодар

Список литературы

  1. Ворович И.И., Александров В.М., Бабешко В.А. Неклассические смешанные задачи теории упругости. М., 1974. 456 с.
  2. Ворович И.И., Бабешко В.А. Динамические смешанные задачи теории упругости для неклассических областей. М.: Наука, 1979. 320 с.
  3. Галин Л.А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости. М.: Наука, 1980. 303 с.
  4. Штаерман И.Я. Контактная задача теории упругости. М.: Гостехиздат, 1949. 272 с.
  5. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи трибологии. М.: Машиностроение, 1988. 256 с.
  6. Papangelo A., Ciavarella M., Barber J.R. Fracture Mechanics implications for apparent static friction coefficient in contact problems involving slip-weakening laws // Proc. Roy. Soc (London). 2015. A 471 Issue: 2180: Article Number: 20150271.
  7. Ciavarella M. The generalized Cattaneo partial slip plane contact problem // I-Theory, II-Examples, Int. J. Solids Struct. 1998. 35. P. 2349–2378.
  8. Zhou S., Gao X.L. Solutions of half-space and half-plane contact problems based on surface elasticity // Zeitschrift fr angewandte Mathematik und Physik. 2013. T. 64. S. 145–166.
  9. Guler M.A., Erdogan F. The frictional sliding contact problems of rigid parabolic and cylindrical stamps on graded coatings // Int. J. Mech. Sci 2007. V. 49. P. 161–182.
  10. Ke L.-L., Wang Y.-S. Two-Dimensional Sliding Frictional Contact of Functionally Graded Materials // Eur. J. Mech. A/Solids. 2007. V. 26. P. 171–188.
  11. Almqvist A., Sahlin F., Larsson R., Glavatskih S. On the dry elasto-plastic contact of nominally flat surfaces // Tribology International. 2007. V. 40 (4). P. 574–579.
  12. Almqvist A. An lcp solution of the linear elastic contact mechanics problem. http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange 2013. V. 43216.
  13. Andersson L.E. Existence results for quasistatic contact problems with Coulomb friction // Appl. Math. Optim. 2000. V. 42. P. 169–202.
  14. Cocou M. A class of dynamic contact problems with Coulomb friction in viscoelasticity // Nonlinear Analysis: Real World Applications. 2015. V. 22. P. 508–519.
  15. Cocou M., Rocca R. Existence results for unilateral quasistatic contact problems with friction and adhesion. Math. Modelling and Num. // Analysis. 2000. V. 34. P. 981–1001.
  16. Kikuchi N., Oden J. Contact Problems in Elasticity: A Study of Variational Inequalities and Finite Element Methods // SIAM Studies in Applied Mathematics. 1988. SIAM, Philadelphia.
  17. Raous M., Cangeґmi L., Cocou M. A consistent model coupling adhesion, friction, and unilateral contact // Comput. Meth. Appl. Mech. Engrg. 1999. V. 177. P. 383–399.
  18. Shillor M., Sofonea M., Telega J.J. Models and Analysis of Quasistatic Contact // Lect. Notes Phys. 655. B., Heidelberg: Springer, 2004.
  19. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Зарецкая М.В., Евдокимов В.С. Точное решение уравнения Винера-Хопфа на отрезке для контактных задач и задач теории трещин в слоистой среде // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2023. Т. 509. С. 39–44.
  20. Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M. On the possibility of predicting some types of earthquake by a mechanical approach // Acta Mechanica. 2018. V. 229. № 5. P. 2163–2175. https://doi.org/10.1007/s00707-017-2092-0
  21. Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M. Earthquakes and cracks of new type complementing the Griffith-Irvin’s crack. Ch. 2 // Advanced Structured Materials Editors H. Altenbach, V.A. Eremeyev, L.A. Igumnov. Springer. 2021. P. 11–26. https://doi.org/10.1007/978-3-030-54928-2
  22. Морозов Н.Ф. Математические вопросы теории трещин. М.: Наука, 1984. 256 с.
  23. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Сингулярные решения контактных задач и блочные элементы // ДАН. 2017. Т. 475. № 1. С. 34–38. https://doi.org/10.1134/S1028335817070011
  24. Бабешко В.А. О неединственности решений динамических смешанных задач для систем штампов // ДАН СССР. 1990. Т. 310. № 6. С. 1327–1334.
  25. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. // Об одной механической модели самоорганизации наночастиц // МТТ. 2022. № 6. С. 12–18. https://doi.org/10.31857/S0572329922060034

© В.А. Бабешко, О.В. Евдокимова, О.М. Бабешко, М.В. Зарецкая, В.С. Евдокимов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах