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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).