Исследуется задача равновесия пластины под действием внешних сил. Предполагается, что пластина содержит плоское жёсткое включение. Вдоль части жёсткого включения расположена сквозная трещина. На трещине задаются нелинейные краевые условия типа неравенств, которые описывают взаимное непроникание берегов трещины. Задача ставится в виде вариационного неравенства. В предположении достаточной гладкости решения предложена дифференциальная постановка задачи. Обоснована эквивалентность двух постановок: дифференциальной и вариационной. Также рассмотрена контактная задача для упругой пластины с плоским жёстким включением. Приведены дифференциальная и вариационная формулировки задачи, доказаны существование и единственность решения задачи.
Идентификаторы и классификаторы
В настоящее время в связи с широким применением композиционных материалов построение и изучение модельных задач для тел, имеющих неоднородности в виде включений и трещин, представляет собой актуальную тему для исследования. Как известно, при математическом моделировании важное значение имеет выбор краевых условий на берегах трещин. В классической модели для описания трещин используются линейные краевые условия Неймана [1]. Такие модели с точки зрения механики имеют недостаток — противоположные берега трещины могут проникать друг в друга. В настоящей работе при моделировании трещин используются нелинейные краевые условия вида равенств и неравенств. Данные условия в отличие от линейных краевых условий позволяют только расхождение или касание берегов трещины.
Список литературы
1. Морозов Н. Ф. Математические вопросы теории трещин. М.: Наука, 1984.
2. Khludnev A. M., Kovtunenko V. A. Analysis of cracks in solids. Southampton; New York: WIT-Press, 2000. EDN: YAHZMT
3. Неустроева Н. В. Жёсткое включение в контактной задаче для упругих пластин // Сиб. журн. индустр. математики. 2009. Т. 12, № 4. C. 92-105. EDN: KYRBMP
4. Хлуднев А. М. Задачи теории упругости в негладких областях. М.: Физматлит, 2010. EDN: UGLIQN
5. Khludnev A. M., Leugering G. On elastic bodies with thin rigid inclusions and cracks // Mathematical Methods in the Applied Sciences. 2010. Vol. 33, no. 16. P. 1955-1967. EDN: ODRKEL
6. Хлуднев A. M. Об изгибе упругой пластины с отслоившимся тонким жёстким включением // Сиб. журн. индустр. математики. 2011. Т. 14, № 1. C. 114-126. EDN: OBGKJJ
7. Лазарев Н. П., Попова Т. С. Вариационная задача о равновесии пластины с геометрически нелинейным условием непроникания для вертикальной трещины // Вестн. НГУ. Сер. математика, механика, информатика. 2011. Т. 11, № 2. C. 77-88. EDN: NXXCYT
8. Khludnev A. M. Contact problems for elastic bodies with rigid inclusions // Quarterly of Applied Mathematics. 2012. Vol. 70. P. 269-284. EDN: RGMAJP
9. Khludnev A. M. Thin rigid inclusions with delaminations in elastic plates // European Journal of Mechanics A/Solids. 2012. Vol. 32. P. 69-75. EDN: PDGHXP
10. Щербаков В. В. Существование оптимальной формы тонких жёстких включений в пластине Кирхгофа Лява // Сиб. журн. индустр. математики. 2013. Т. 16, № 4. C. 142-151. EDN: RHWMZB
11.Попова Т. С. Задача о равновесии вязкоупругого тела с тонким жёстким включением // Мат. заметки СВФУ. 2014. Т. 21, № 1. C. 47-55. EDN: STCOCT
12. Николаева Н. А. Метод фиктивных областей в задаче Синьорини о равновесии пластины Кирхгофа Лява // Вестн. НГУ. Сер. Математика, механика, информатика. 2015. Т. 15, № 3. C. 78-90. EDN: VHMIJR
13. Lazarev N. Existence of an optimal size of a delaminated rigid inclusion embedded in the Kirchhoff Love plate // Boundary Value Problems. 2015. DOI: 10.1186/s13661-015-0437y
14. Rudoy E. M. Shape derivative of the energy functional in a problem for a thin rigid inclusion in an elastic body // Zeitschrift fu¨r angewandte Mathematik und Physik. 2015. Vol. 66, no. 4. P. 1923-1937. EDN: UGHAIX
15. Фанкина И. В. Контактная задача для упругой пластины с тонким жёстким включением // Сиб. журн. индустр. математики. 2016. Т. 19, № 3. C. 90-98. EDN: WHKOBZ
16. Kovtunenko V. A., Leugering G. A shape-topological control problem for nonlinear crack defect interaction: the anti-plane variational model // SIAM Journal on Control and Optimization. 2016. Vol. 54. P. 1329-1351. EDN: WPHOXX
17. Попова Т. С. Задачи о тонких включениях в двумерном вязкоупругом теле // Сиб. журн. индустр. математики. 2018. Т. 21, № 2. C. 66-78. EDN: XWTUIX
18. Лазарев Н. П., Эверстов В. В., Романова Н. А. Метод фиктивных областей в задаче о равновесии пластины Кирхгофа Лява с условиями непроникания для известной конфигурации изгиба // Журн. СФУ. Матемематика и физика. 2019. Т. 12, № 6. C. 674-686.
19. Николаева Н. А. О равновесии упругих тел с трещинами, пересекающими тонкие включения // Сиб. журн. индустр. математики. 2019. Т. 22, № 4. C. 68-80. EDN: DAFMNS
20. Пяткина Е. В. Задача о склейке двух пластин Кирхгофа Лява // Сиб. электрон. мат. изв. 2019. Т. 16. C. 1351-1374. EDN: LAHAXB
21. Furtsev A. I., Rudoy E. M. Variational approach to modelling soft and sti interfaces in the Kirchho Love theory of plates // International Journal of Solids and Structures. 2020. Vol. 202. P. 562-572. EDN: FOUUWH
22. Лазарев Н. П., Семенова Г. М., Романова Н. А. О предельном переходе по толщине жёсткого включения в задаче о равновесии пластины Кирхгофа Лява с трещиной // Журн. СФУ. Математика и физика. 2021. Т. 14, № 1. C. 28-41. EDN: WRTYZD
23. Кравчук А. С. Вариационный метод в контактных задачах. Состояние проблемы, направления развития // Приклад. математика и механика. 2009. Т. 73, № 3. C. 492- 502. EDN: KHXMRP
24. Вихтенко Э. М., Ву Г. С., Намм Р. В. Функционалы чувствительности в контактных задачах теории упругости // Вычислит. математика и мат. физика. 2014. Т. 54, № 7. C. 1218-1228. EDN: SGVXGF
25. Попова Т. С. Задача о контакте двух вязкоупругих пластин // Мат. заметки ЯГУ. 2005. Т. 12, № 2. C. 61-92.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Рассматривается параметрическая модель манипулятора, полученная из динамики твёрдого тела с использованием аналитического метода. Применяются метод Денавита Хартенберга для создания рабочей зоны манипулятора, метод Левенберга Марквардта для нахождения требуемых положений сочленений для достижения целевых точек, метод кубических полиномов для построения траектории между двумя точками и метод Ньютона Эйлера для нахождения требуемого крутящего момента, для получения желаемой траектории. Полученные наборы данных подтверждены результатами моделирования кинематического и динамического моделирования тестируемого манипулятора.
В последние несколько лет обучение обратных динамических моделей манипуляторов по данным показало значительные успехи и стало прогрессивно развивающейся темой динамического моделирования манипуляторов. В этой статье мы представили эффективную методологию сбора данных для обучения модели обратной динамики. Метод основан на параметрической физической модели манипулятора, полученной из динамики твёрдого тела с использованием аналитического метода. Наша методология состоит из метода Денавита Хартенберга для создания рабочей зоны манипулятора. Полученные наборы данных подтверждены результатами кинематического и динамического моделирования тестируемого манипулятора.
На основе континуальной модели высокоскоростного соударения пластин построен набор обучающих данных, по которым искусственная нейронная сеть обучена определять профиль скорости тыльной поверхности пластины-мишени исходя из параметров удара и параметров модели материала. Обученная нейронная сеть была использована в качестве быстрого эмулятора процесса высокоскоростного соударения пластин. Применение байесовского подхода калибровки модели позволило решить обратную задачу определения параметров модели материала по профилю скорости тыльной поверхности.
Исследована структура магнитных неоднородностей в ферромагнетиках, локализованных на 3D-дефектах. Рассмотрен случай магнитного дефекта, приводящего к сферически симметричной неоднородности константы магнитной анизотропии. Предложена возможная структура локализованных на дефекте магнитных неоднородностей типа 0-градусной доменной границы. Найден вид сферически симметричного дефекта, на котором возможна генерация устойчивых магнитных неоднородностей такого вида. Вычислена энергия 0-градусной доменной границы и рассмотрены условия для её зарождения.
Представлены результаты исследования колебаний нелинейного механического осциллятора с упругими соударениями акустическим и электрическим методами. Показано, что за один период действия вынуждающей силы возможны множественные соударения осциллятора с образцом. Общая картина нелинейных колебаний формируется в результате наложения колебаний осциллятора и возникающих при ударах упругих волн в образце.
Впервые в просвечивающем электронном микроскопе при нагреве и охлаждении продемонстрирован обратимый эффект памяти формы в композитных аморфнокристаллических образцах Ti2NiCu при одновременном наблюдении эволюции структуры мартенситных двойников и изменения формы. Исследования проведены на очень тонких образцах клиновидной формы с переменной толщиной от 200 до 20 нм, изготовленных в виде композитного биметаллического наноактюатора c использованием оригинальной методики локального травления и полировки на установке с фокусируемым ионным пучком.
Проведено микромагнитное моделирование при помощи пакета MuMax3 возможности переключения намагниченности в эллипсоидальных наночастицах никеля при прохождении через них коротких акустических импульсов. Оценено влияние размеров частиц на их внутреннюю магнитную структуру. Найден критический размер частиц, при котором теряется их однодоменность. Проведён анализ магнитоупругих диаграмм переключения намагниченности наночастиц с размерами до и после превышения порога их абсолютной однодоменности.
Методом теории функционала плотности с использованием обобщённого градиентного приближения проведено теоретическое исследование электронных и физических свойств функционализированных гидроксильной (-OH) группой слоёв графена 5-7 типа Т1 (COH - L5-7-T 1) с типами присоединения -OH T1 и Т2 и слоя графена 3-12 (COH - L3-12) с единственным типом функционализации. В результате оптимизации слой на основе графена 3-12 с гексагональной минимальной элементарной ячейкой оказался неустойчивым. Два функционализированных слоя с моноклинной примитивной элементарной ячейкой на основе графена 5-7 структурного типа T1 являются устойчивыми с большими величинами длин углерод-углеродных связей и элементарных трансляций сравнительно с чистым графеновым слоем и слоем, функционализированным фтором. Из них тип присоединения -OH T1 обладает слоевой плотностью 1.61 мг/м2, а тип присоединения T2 1.67 мг/м2. В слоях 5-7 с адсорбированной -OH-группой тип T1 обладает энергией сублимации 18.20 эВ/(COH). Энергия сублимации типа T2, равная 18.72 эВ/(COH), больше энергии сублимации для одного из типов функционализированного -OH гексагонального графена, что свидетельствует о высокой термической стабильности. Ширина запрещённой зоны слоёв равна 3.74 и 3.95 эВ для типов T1 и T2 соответственно. Диапазон изменения ширины запрещённой зоны в сравнении с диапазоном для аналогичных слоёв 5-7 фторографена является более узким с меньшим верхним пределом и более высоким нижним пределом.
Two-dimensional waveguides coupled through small windows are considered. First terms of the asymptotic expansion of resonances are obtained and studied for the case when the distance between the windows decreases. Method of matching of the asymptotic expansions of solutions of boundary value problems is used.
Let p be an odd prime number. In this paper, among other results, we establish some congruences involving inverse of binomial coefficients. These congruences are mainly determined modulo p, p2, p3 and p4 in the p-integers ring in terms of Fermat quotients, harmonic numbers and Bernoulli numbers in a simple way. Furthermore, we extend an interesting theorem of E. Lehmer to the class of inverse binomial coefficients.
The main purpose of this paper is to revisit the recently analyzed class of multidimensional Stepanov almost periodic functions. We introduce and study several new classes of Stepanov-like almost periodic functions in the mixed Lebesgue spaces. We also provide a new application of multi-dimensional Stepanov almost periodic functions to the abstract nonautonomous differential equations of first order, provided that all components of the exponent p_ ∈ [1, ∞)n are equal.
Показана корректная разрешимость задач без начальных условий для дробностепенных операторных сумм. Решения задач без начальных условий Я. Б. Зельдович и Г. И. Баренблатт трактуют как промежуточные асимптотики для задач с начальными условиями. На важность таких задач эти авторы указывают в связи с расширением понятия <строгого детерминизма> в статистической физике и квантовой механике и ставят вопрос об изучении свойств явлений, не зависящих от деталей в начальных условиях, проявляющихся при истечении достаточного времени. В данной работе также приводится пример промежуточной асимптотики для уравнения с дробной производной.
Рассматриваются линейные функциональные уравнения на простых гладких кривых с функцией сдвига бесконечного порядка с неподвижными точками на концах кривой. Цель статьи исследовать множества решений таких уравнений в гёльдеровских классах функций Hµ, 0 < µ 1, и в классах первообразных от функций из классов Lp, p > 1, с коэффициентами и правыми частями из этих же классов, и поведение решений в окрестности неподвижных точек. Метод исследования использует критерий Ф. Рисса принадлежности функции к классу первообразных от функций из классов Lp, p > 1. Для классов решений получены оценки параметров µ и p, зависящие от параметров классов коэффициентов и правых частей исследуемых уравнений и свойств функции сдвига в окрестности неподвижной точки.
Издательство
- Издательство
- ЧЕЛГУ
- Регион
- Россия, Челябинск
- Почтовый адрес
- 454001, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Братьев Кашириных, д.129
- Юр. адрес
- 454001, Челябинская обл, г Челябинск, Калининский р-н, ул Братьев Кашириных, д 129
- ФИО
- Таскаев Сергей Валерьевич (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@csu.ru
- Контактный телефон
- +7 (351) 7419767
- Сайт
- https://www.csu.ru/