Особенности контактных задач для систем струн и балок со слабо закрепленными элементами
- Авторы: Осипенко МА1, Няшин ЮИ1, Касаткин АА1
- Учреждения:
- Пермский национальный исследовательский политехнический университет
- Выпуск: № 1 (2015)
- Страницы: 121-129
- Раздел: Статьи
- URL: https://ered.pstu.ru/index.php/mechanics/article/view/277
- DOI: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2015.1.08
- Цитировать
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
- Расчеты на прочность в машиностроении. Т. 1 / C.Д. Пономарев [и др.] - М.: Машгиз, 1956. - 884 c.
- Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. - М.: Наука, 1973. - 400 с.
- Пархиловский И.Г. Автомобильные листовые рессоры. - М.: Машиностроение, 1978. - 232 с.
- Григолюк Э.И., Толкачев В.М. Контактные задачи теории пластин и оболочек. - М.: Машиностроение, 1980. - 415 с.
- Джонсон K. Механика контактного взаимодействия. - М.: Мир, 1989. - 510 с.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Бураго Н.Г., Кукуджанов В.Н. Обзор контактных алгоритмов // Изв. РАН. Механика твердого тела. - 2005. - № 1. - С. 45-87.
- 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.
- Александров В.М. Некоторые контактные задачи для балок, пластинок и оболочек // Инженерный журнал. - 1965. - Т. 5, № 4 - С. 782-785.
- Попов Г.Я. Об интегральных уравнениях контактных задач для тонкостенных элементов // Прикладная математика и механика. - 1976. - Т. 40. - Вып. 4 - С. 662-673.
- Попов Г.Я., Толкачев В.М. Проблема контакта жестких тел с тонкостенными элементами // Изв. РАН. Механика твердого тела. - 1980. - № 4. - С. 192-206.
- Кравчук А.С. Вариационные и квазивариационные неравенства в механике / Моск. гос. акад. приборостр. и информатики. - М., 1997. - 340 с.
- Александров В.М., Чебаков М.И. Введение в механику контактных взаимодействий. - М.; Ростов н/Д, 2007. - 113 с.
- Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 798 с.
- Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. - М.: Наука, 1988. - 711 с.