О динамических контактных задачах со штампами сложных реологий в четверти плоскости анизотропного композита

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В работе впервые строится решение динамической контактной задачи о гармоническом во времени воздействии деформируемого штампа на слой анизотропного композитного материала. Предполагается, что штамп занимает область первого квадранта и имеет сложную реологию, в частности линейной теории упругости. В работе использован универсальный метод моделирования, разработанный авторами, позволяющий применять метод блочного элемента как к дифференциальным, так и к интегральным уравнениям. Решения граничных задач для деформируемых штампов сложной реологии строятся в виде разложений по решениям граничных задач для материалов простых реологий, описываемых, например, уравнениями Гельмгольца. Эта возможность установлена ранее для материалов широкого диапазона реологий с привлечением преобразований Галеркина. Решение двумерного интегрального уравнения Винера–Хопфа получено как в координатном виде, так и в преобразованиях Фурье. Это делает особенно удобным дальнейшее его исследование аналитическими или численными методами с помощью стандартных компьютерных программ. Они позволят выявлять те или иные свойства композитов, применяемых в качестве конструкционных материалов в разных инженерных технологиях, диктуемых типами анизотропий, а также в вопросах сейсмологии при исследовании сейсмичности в горных территориях. Построенное интегральное представление решения контактной задачи, позволяющее выявить члены, описывающие концентрации контактных напряжений под штампом, дают возможность подбором подошв деформируемых штампов или свойств используемых материалов избавляться от нежелательных концентраций контактных напряжений или их усиливать. Поскольку в контактных задачах с деформируемым штампом при вибрации могут возникать резонансы Воровича, в работе построены системы уравнений, позволяющие при решении получать дисперсионное уравнение для нахождения резонансных частот.

Об авторах

В. А. Бабешко

Кубанский государственный университет; Южный научный центр РАН

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

О. В. Евдокимова

Южный научный центр РАН

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

О. М. Бабешко

Кубанский государственный университет

Email: babeshko41@mail.ru
Краснодар, Россия

В. С. Евдокимов

Кубанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: babeshko41@mail.ru
Краснодар, Россия

Список литературы

  1. Freund L.B. Dynamic Fracture Mechanics. Cambridge, UK. Cambridge University Press. 1998. 520 р.
  2. Achenbach J.D. Wave propagation in Elastic Solids. North-Holland Series in Applied Mathematics and Mechanics. Amsterdam: North-Holland, 1973. 480 р.
  3. Abrahams I.D., Wickham G.R. General Wiener–Hopf factorization matrix kernels with exponential phase factors // J. Appl. Math. 1990. V. 50. № 3. P. 819–838.
  4. Norris A.N., Achenbach J.D. Elastic wave diffraction by a semi-infinite crack in a transversely isotropic material // J. Appl. Math. Mechanics. 1984. V. 37. № 3. P 565–580. https://doi.org/10.1093/qjmam/37.4.565
  5. Нобл Б. Метод Винера–Хопфа для решения дифференциальных уравнений в частных производных. М.: ИЛ, 1962. 280 с.
  6. Ткачева Л.А. Плоская задача о колебаниях плавающей упругой пластины под действием периодической внешней нагрузки // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45. № 5 (273). С. 136–145.
  7. Chakrabarti A., George A.J. Solution of a singular integral equation involving two intervals arising in the theory of water waves // Appl. Math. Lett. 1994. V. 7. № 3. P. 43–47. https://doi.org/10.1016/0893-9659(94)90070-1
  8. Davis A.M.J. Continental shelf wave scattering by a semi-infinite coastline // Geophysics, Astrophysics, Fluid Dynamics. 1987. V. 39. № 1. P. 25–55. https://doi.org/10.1080/03091928708208804
  9. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия / И.Г. Горячева. М.: Наука, 2001. 478 с.
  10. Горячева И.Г., Мещерякова А.Р. Моделирование накопления контактно-усталостных повреждений и изнашивания в контакте неидеально гладких поверхностей // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25. № 4. С. 44–53. https://doi.org/10.55652/1683-805X_2022_25_4_44
  11. Баженов В.Г., Игумнов Л.А. Методы граничных интегральных уравнений и граничных элементов. М.: Физматлит, 2008. 352 с.
  12. Калинчук В.В., Белянкова Т.И. Динамика поверхности неоднородных сред. М.: Физматлит, 2009. 312 с.
  13. Калинчук В.В., Белянкова Т.И. Динамические контактные задачи для предварительно напряженных тел. М.: Физматлит, 2002. 240 с.
  14. Ворович И.И., Бабешко В.А., Пряхина О.Д. Динамика массивных тел и резонансные явления в деформируемых средах. М.: Науч. мир, 1999. 246 с.
  15. Ватульян А.О. Контактные задачи со сцеплением для анизотропного слоя // ПММ. 1977. Т. 41. Вып. 4. C. 727–734.
  16. Колесников В.И., Беляк О.А. Математические модели и экспериментальные исследования – основа конструирования гетерогенных антифрикционных материалов. М.: Физматлит, 2021. 265 с.
  17. Бабешко В.А., Глушков Е.В., Зинченко Ж.Ф. Динамика неоднородных линейно-упругих сред. М.: Наука, 1989. 344 с.
  18. Кристенсен Р.М. Введение в механику композитов. М.: Мир, 1982. 335 с.
  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 // Int. J. Eng. Sci. 1977. V. 15. № 4. P. 237–244. https://doi.org/10.1016/0020-7225(77)90058-1
  21. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Фрактальные свойства блочных элементов и новый универсальный метод моделирования // ДАН 2021. Т. 499. № 1. С. 21–26. https://doi.org/10.31857/S2686740021040039
  22. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Уафа С. Б., Евдокимов В.С., Бабешко О.М. О нестационарных контактных задачах для анизотропных композитов в неклассических областях // Изв. РАН. МТТ. 2024. № 5. С. 18–28. https://doi.org/10.31857/S1026351924050021
  23. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. О разложении скалярных граничных задач по блочным элементам // Изв. РАН. ММТ. 2021. № 6. C. 16–22. https://doi.org/10.31857/S0572329921060027
  24. Ворович И.И. Резонансные свойства упругой неоднородной полосы // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. № 5. С. 1076–1079.
  25. Ворович И.И. Спектральные свойства краевой задачи теории упругости для неоднородной полосы // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. № 4. С. 817–820.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

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».