Особенности контактных задач для систем струн и балок со слабо закрепленными элементами

Аннотация


В известных контактных задачах для струн и балок контактирующие упругие элементы закреплены так, что каждый из них может оставаться в равновесии при любой приложенной к нему нагрузке. Возможно, однако, закрепление, при котором для одного из элементов (его можно назвать слабо закрепленным) это свойство не выполняется, но вся система в целом может находиться в равновесии для достаточно широкого множества внешних (по отношению к системе) нагрузок. Для таких систем постановка контактной задачи, доказательство единственности решения и построение аналитического решения имеют по сравнению с известными задачами некоторые особенности: наличие в постановке задачи условия равновесия слабо закрепленного элемента и наличие дополнительного (подлежащего нахождению, наряду с внутренними силами) параметра, описывающего неопределенную часть перемещения этого элемента; необходимость доказательства единственности определения не только контактных сил, но и упомянутого параметра; расширение множества допустимых контактных сил; исключение нулевых внешних нагрузок. Эти особенности рассмотрены на примерах: 1) две струны, одна из которых имеет свободные концы, а один из концов второй закреплен; 2) две разделенные зазором балки, одна из которых имеет шарнирно закрепленный и свободный концы, а вторая закреплена консольно. Предложена сохраняющая основные идеи модификация обычной схемы рассмотрения таких задач, позволяющая учесть наличие слабо закрепленных элементов. В каждом примере доказана единственность решения контактной задачи и построено в явном виде ее аналитическое решение.

Об авторах

М А Осипенко

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Ю И Няшин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

А А Касаткин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Список литературы

  1. Расчеты на прочность в машиностроении. Т. 1 / C.Д. Пономарев [и др.] - М.: Машгиз, 1956. - 884 c.
  2. Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. - М.: Наука, 1973. - 400 с.
  3. Пархиловский И.Г. Автомобильные листовые рессоры. - М.: Машиностроение, 1978. - 232 с.
  4. Григолюк Э.И., Толкачев В.М. Контактные задачи теории пластин и оболочек. - М.: Машиностроение, 1980. - 415 с.
  5. Джонсон K. Механика контактного взаимодействия. - М.: Мир, 1989. - 510 с.
  6. Osipenko M.A., Nyashin Yu.I., Rudakov R.N. A contact problem in the theory of leaf spring bending // International Journal of Solids and Structures. - 2003. - No. 40 - P. 3129-3136.
  7. Осипенко М.А. Об одной контактной задаче для системы струн // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Прикладная математика и механика. - 2005. - № 1 - C. 82-86.
  8. Осипенко М.А., Няшин Ю.И. Об одном подходе к решению некоторых одномерных контактных задач // Известия Саратовского университета. Математика. Механика. Информатика. - 2011. - Т. 11. - Вып. 1 - С. 77-84.
  9. Осипенко М.А. О точности модели Бернулли-Эйлера в контактных задачах для балок // Вестник Ижев. гос. техн. ун-та. - 2013. - № 2 (58). - С. 147-149.
  10. Осипенко М.А. Контактная задача об изгибе двухлистовой рессоры с листами, искривленными по дуге окружности // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. - 2014. - № 1. -С. 142-152.
  11. Li H., Dempsey J.P. Unbonded Contact of Finite Timoshenko Beam on Elastic Layer // Journal of Engineering Mechanics. - 1988. - July, Vol. 114. - No. 7 - P. 1265-1284.
  12. Бураго Н.Г., Кукуджанов В.Н. Обзор контактных алгоритмов // Изв. РАН. Механика твердого тела. - 2005. - № 1. - С. 45-87.
  13. Пестренин В.М., Пестренина И.В., Таланцев Н.Ф. Численный анализ напряженно-деформированного состояния листовых рессор // Вычисл. мех. спл. сред. - 2009. - Т. 2, № 2 - С. 74-84.
  14. Александров В.М. Некоторые контактные задачи для балок, пластинок и оболочек // Инженерный журнал. - 1965. - Т. 5, № 4 - С. 782-785.
  15. Попов Г.Я. Об интегральных уравнениях контактных задач для тонкостенных элементов // Прикладная математика и механика. - 1976. - Т. 40. - Вып. 4 - С. 662-673.
  16. Попов Г.Я., Толкачев В.М. Проблема контакта жестких тел с тонкостенными элементами // Изв. РАН. Механика твердого тела. - 1980. - № 4. - С. 192-206.
  17. Кравчук А.С. Вариационные и квазивариационные неравенства в механике / Моск. гос. акад. приборостр. и информатики. - М., 1997. - 340 с.
  18. Александров В.М., Чебаков М.И. Введение в механику контактных взаимодействий. - М.; Ростов н/Д, 2007. - 113 с.
  19. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 798 с.
  20. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. - М.: Наука, 1988. - 711 с.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 111

PDF (Russian) - 51

Cited-By


PlumX


© Осипенко М.А., Няшин Ю.И., Касаткин А.А., 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах