О динамических контактных задачах со штампами сложных реологий в четверти плоскости анизотропного композита
- Авторы: Бабешко В.А.1,2, Евдокимова О.В.2, Бабешко О.М.1, Евдокимов В.С.1
-
Учреждения:
- Кубанский государственный университет
- Южный научный центр РАН
- Выпуск: № 4 (2025)
- Страницы: 44-57
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/1026-3519/article/view/308563
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1026351925040035
- EDN: https://elibrary.ru/bnijdm
- ID: 308563
Цитировать
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
- Freund L.B. Dynamic Fracture Mechanics. Cambridge, UK. Cambridge University Press. 1998. 520 р.
- Achenbach J.D. Wave propagation in Elastic Solids. North-Holland Series in Applied Mathematics and Mechanics. Amsterdam: North-Holland, 1973. 480 р.
- 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.
- 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
- Нобл Б. Метод Винера–Хопфа для решения дифференциальных уравнений в частных производных. М.: ИЛ, 1962. 280 с.
- 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.
- 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
- 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
- Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия / И.Г. Горячева. М.: Наука, 2001. 478 с.
- 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
- Баженов В.Г., Игумнов Л.А. Методы граничных интегральных уравнений и граничных элементов. М.: Физматлит, 2008. 352 с.
- Калинчук В.В., Белянкова Т.И. Динамика поверхности неоднородных сред. М.: Физматлит, 2009. 312 с.
- Калинчук В.В., Белянкова Т.И. Динамические контактные задачи для предварительно напряженных тел. М.: Физматлит, 2002. 240 с.
- Ворович И.И., Бабешко В.А., Пряхина О.Д. Динамика массивных тел и резонансные явления в деформируемых средах. М.: Науч. мир, 1999. 246 с.
- Ватульян А.О. Контактные задачи со сцеплением для анизотропного слоя // ПММ. 1977. Т. 41. Вып. 4. C. 727–734.
- Колесников В.И., Беляк О.А. Математические модели и экспериментальные исследования – основа конструирования гетерогенных антифрикционных материалов. М.: Физматлит, 2021. 265 с.
- Бабешко В.А., Глушков Е.В., Зинченко Ж.Ф. Динамика неоднородных линейно-упругих сред. М.: Наука, 1989. 344 с.
- Кристенсен Р.М. Введение в механику композитов. М.: Мир, 1982. 335 с.
- Kushch V.I. Micromechanics of composites: multipole expansion approach. Oxford; Waltham: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2013. 489 p.
- 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
- 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
- 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
- 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
- Ворович И.И. Резонансные свойства упругой неоднородной полосы // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. № 5. С. 1076–1079.
- Ворович И.И. Спектральные свойства краевой задачи теории упругости для неоднородной полосы // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. № 4. С. 817–820.
Дополнительные файлы
