О решении статических контактных задач для полуполосового штампа на анизотропном композите

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Впервые методом блочного элемента строится точное решение статической контактной задачи о действии без трения жесткого штампа в форме полуполосы на анизотропный многослойный композитный материал. Ранее эти важные в конструкционной инженерной практике, электронике, физике, других областях задачи не были решены. Сложность при решении указанных контактных задач с анизотропией, в сравнении с изотропным случаем, состоит в трудности описания спектральных свойств таких математических объектов, как функции Грина и символы интегральных уравнений. Существующими численными методами удается описывать поведение концентрации контактных напряжений на границе штампа в случаях изотропных материалов. Однако построить точное решение о распределении контактных напряжений в анизотропном случае под полуполосовым штампом вместе с особенностями на границе не удавалось. В работе впервые построено решение, отражающее реальное распределение контактных напряжений и их концентраций под штампом. Полученное решение стремится к решениям, получаемым для полосы или четверти плоскости, когда полуполоса вырождается в эти области.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Бабешко

Кубанский государственный университет; Южный научный центр Российской академии наук

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

Академик РАН

Россия, Краснодар; Ростов-на-Дону

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

В. С. Евдокимов

Кубанский государственный университет

Email: babeshko41@mail.ru
Россия, Краснодар

Список литературы

  1. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М., Евдокимов В.С. К теории контактных задач для композитных сред с анизотропной структурой // Доклады РАН. Физика, технические науки. ДАН. 2024. Т. 518. С. 23–30.
  2. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия М.: Наука, 2001. 478 с.
  3. Баженов В.Г., Игумнов Л.А. Методы граничных интегральных уравнений и граничных элементов. М.: Физматлит, 2008. 352 с.
  4. Калинчук В.В., Белянкова Т.И. Динамические контактные задачи для предварительно напряженных тел. М.: Физматлит, 2002. 240 с.
  5. Колесников В.И., Беляк О.А. Математические модели и экспериментальные исследования – основа конструирования гетерогенных антифрикционных материалов. М.: Физматлит, 2021. 265 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. Iss. 2180. Article Number 20150271.
  7. Ciavarella M. The generalized Cattaneo partial slip plane contact problem // Int. J. Solids Struct. I – Theory, II – Examples. 1998. V. 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. V. 64. P. 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. 2013. http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/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. Мангушев Р.А., Карлов В.Д., Сахаров И.И., Осокин А.И. Основания и фундаменты. М.: Изд-во АСВ, 2014. 392 с.
  16. Tsudik E. Analysis of structures in elastic foundations // Ross Publishing, 2013. 585 p.
  17. Айзикович С.М., Кудиш И.И. Приближенное аналитическое решение задачи о полосовом электроде на поверхности пьезоэлектроупругой полуплоскости с функционально-градиентным пьезоэлектроупругим покрытием // Проблемы прочности и пластичности. 2019. Т. 81. № 4. С. 393–401.
  18. Ворович И.И., Александров В.М., Бабешко В.А. Неклассические смешанные задачи теории упругости. М., 1974. 456 с.
  19. Бабешко В.А., Глушков Е.В., Зинченко Ж.Ф. Динамика неоднородных линейно-упругих сред. М.: Наука, 1989. 344 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Полуполосовый штамп имеет протяженность до бесконечности только справа.

Скачать (12KB)
3. Рис. 2. Параметр γ особенности в угловой точке штампа для разных коэффициентов трения ε. Для сравнения с результатом статьи надо взять ε = 0, θ/π = 0.25.

Скачать (101KB)

© Российская академия наук, 2025