ЗАДАЧА О РАВНОВЕСИИ УПРУГОГО ТЕЛА С ТРЕЩИНОЙ И ТОНКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ, КОТОРЫЕ СОПРЯЖЕНЫ МЕЖДУ СОБОЙ (2024)
В работе рассматриваются задачи о сопряжении тонких упругих и жестких включений с возможным отслоением в упругих телах при наличии трещины. На трещине и в точке пересечения трещины с тонким включением используются краевые условия в виде неравенств, исключающие взаимное проникание берегов трещин и тонких включений. Установлены существование и единственность решения задач. Доказана эквивалентность двух постановок: вариационной и дифференциальной. Исследован предельный переход по параметру жесткости тонкого упругого включения.
Идентификаторы и классификаторы
В настоящее время построение и изучение математических моделей, описывающих сопряжение конструкций в напряженно-деформированном состоянии, а также
тел с неоднородностями в виде включений и трещин представляет собой актуальную
тему для исследования. Это вызвано широким применением включений различной
природы при создании композитных материалов [1]. Отличие механических свойств,
а именно модулей упругости включений от основного материала способствует возникновению трещины (отслоения) на границе включений [2]. В связи с указанным
фактом при моделировании важным является выбор краевых условий на берегах
трещин. В представленной работе для описания трещин используются нелинейные
краевые условия, которые не допускают взаимного проникания берегов трещин [3,4].
Список литературы
-
Мэттьюз Ф., Ролингс Р., Композитные материалы. Механика и технология, Техносфера, М., 2004.
-
Соломонов Ю.С., Георгиевский В.П., Недбай А.Я., Андрюшин В.А., Прикладные задачи механики композитных цилиндрических оболочек, Физматлит, М., 2014. EDN: UGLCQJ
-
Khludnev A.M., Kovtunenko V.A., Analysis of Cracks in Solids, WIT Press, Southampton-Boston, 2000.
-
Хлуднев А.М., Задачи теории упругости в негладких областях., Физматлит, М., 2010. EDN: UGLIQN
-
Khludnev A.M., Leugering G., “On elastic bodies with thin rigid inclusions and cracks”, Math. Meth. Appl. Sci., 33:16, (2010), 1955-1967. EDN: ODRKEL
-
Лазарев Н.П., “Задача о равновесии пластины Тимошенко, содержащей трещину вдоль тонкого жесткого включения”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки., 1, (2014), 32-45. EDN: RYDCXP
-
Фанкина И.В., “Контактная задача для упругой пластины с тонким жестким включением”, Сиб. журн. индустр. матем., 19:3, (2016), 90-98. EDN: WHKOBZ
-
Щербаков В.В., “Об одной задаче управления формой тонких включений в упругих телах”, Сиб. журн. индустр. матем., 16:1, (2013), 138-147. EDN: PZAXWT
-
Фурцев А.И., “О контакте тонкого препятствия и пластины, содержащей тонкое включение”, Сиб. журн. чист. и прикл. матем., 17:4, (2017), 94-111. EDN: XSESBV
-
Namm R.V., Tsoy G.I., "Solution of a contact elasticity problem with a rigid inclusion", Computational Mathematics and Mathematical Physics, 59:4, (2019), 659-666. EDN: ORVXBB
-
Попова Т.С., "Задачи о тонких включениях в двумерном вязкоупругом теле", Сиб. журн. индустр. матем., 21:2, (2018), 66-78. EDN: XWTUIX
-
Николаева Н.А., "О равновесии упругих тел с трещинами, пересекающими тонкие включения", Сиб. журн. индустр. матем., 22:4, (2019), 68-80. EDN: DAFMNS
-
Nikolaeva N., "The conjugation thin inclusions problem in elastic bodies with crack", Journal of Physics: Conference Series, 1666:1, (2020), 012038. EDN: LNHRJM
-
Khludnev A.M., "Equilibrium of an elastic body with closely spaced thin inclusions", Comp. Math. Math. Phys., 58, (2018), 1660-1672. EDN: BNFPMX
-
Faella L., Khludnev A.M., "Junction problem for elastic and rigid inclusions in elastic bodies", Mathematical Methods in the Applied Sciences., 39:12, (2016). EDN: WOALKR
-
Николаева Н.А., "Пластина Кирхгофа - Лява с плоским жёстким включением", Челяб. физ.-матем. журн., 8:1, (2023), 29-46. EDN: PENBJP
-
Khludnev A.M., Leugering G., "Delaminated thin elastic inclusion inside elastic bodies", Math. Mech.Complex Systems., 2:1, (2014), 1-21. EDN: YVELUT
-
Khludnev A.M., "On modeling thin inclusions in elastic bodies with a damage parameter", Math. Mech. Solids., 3381-3390.
-
Хлуднев А.М., Попова Т.С., "Об иерархии тонких включений в упругих телах", Математические заметки СВФУ, 23:1, (2016), 87-107. EDN: XDGEGH
-
Khludnev A.M., Popova T.S., "Junction problem for Euler-Bernoulli and Timoshenko elastic inclusions in elastic bodies", Quart. Appl. Math., 74, (2016), 705-718. EDN: XFLOFL
-
Хлуднев А.М., Попова Т.С., "Задача сопряжения упругого включения Тимошенко и полужесткого включения", Математические заметки СВФУ, 25:1, (2018), 73-89. EDN: XQCNSP
-
Khludnev A.M., Faella L., Popova T.S., "Junction problem for rigid and Timoshenko elastic inclusions in elastic bodies", Mathematics and Mechanics of Solids, 22:4, (2017), 1-14. EDN: XGDNQP
-
Rudoy E.M., Lazarev N.P., "Domain decomposition technique for a model of an elastic body reinforced by a Timoshenko's beam", Journal of Computational and Applied Mathematics, 334, (2018), 18-26. EDN: XXNAYH
-
Морозов Н.Ф., Математические вопросы теории трещин, Наука, М., 1984.
-
Самарский А.А., Андреев В.Б., Разностные методы для эллиптических уравнений, Наука, М., 1976.
-
Boerquin F., Ciarlet P.G., "Modeling and justification of eigenvalue problems for junctions between elastic structures", J. Functional Analysis, 87, (1989), 392-427.
-
Gaudiello A., Monneau R., Mossino J., al. et., "Junctions of elastic plates and beams", J. Control Optimisation and Calculus of Variations, 13:3, (2007), 419-457.
-
Dret H.Le, "Modeling of the junction between two rods", J. Math. Pures Appl., 68:3, (1989), 365-397.
-
Боган Ю.А., "Об условиях сопряжения А.А. Самарского и В.Б. Андреева в теории упругих балок", Матем. заметки, 92:5, (2012), 662-669. EDN: RLRKVD
-
Бережницкий Л.Т., Панасюк В.В., Стащук Н.Г., "Взаимодействие жестких линейных включений и трещин в деформируемом теле", Разностные методы для эллиптических уравнений, Наук. думка, Киев, 1983.
-
Мочалов Е.В., Сильвестров В.В., "Задача взаимодействия тонких жестких остроконечных включений, расположенных между разными упругими материалами", Изв. РАН. МТТ., 5, (2011), 99-117. EDN: OJMYEB
-
Мхитарян С.М., "О напряженном состоянии упругой бесконечной пластины с конечной трещиной, взаимодействующей с абсoлютно жестким тонким включением", Доклады НАН РА, 118:1, (2018), 39-48.
-
Боган Ю.А., "Осреднение неоднородной упругой балки при сопряжении элементов шарниром конечной жесткости", Сиб. журн. индустр. матем., 1:2, (1998), 67-72.
-
Дуранте Т., Назаров С.А., Кардоне Дж., "Моделирование сочленений пластин и стержней посредством самосопряженных расширений", Вестник СПбГУ, 1:2, (2009), 3-14.
-
Жильцов А.В., Намм Р.В., "Устойчивый алгоритм решения полукоэрцитивной задачи контакта двух тел с трением на границе", Дальневост. матем. журн., 19:2, (2019), 173-184. EDN: BDEXUW
-
Khludnev A.M., Popova T.S., "Semirigid inclusions in elastic bodies: Mechanical interplay and optimal control", Comp. Math. Appl., 77, (2019), 253-262. EDN: AGPLSW
Выпуск
Другие статьи выпуска
В работе изучаются числа с заданным окончанием разложения по линейной рекуррентной последовательности. С использованием теории фракталов Рози получено описание возможных плотностей таких чисел, а также возможных первых разностей между ними.
Рассмотрен анализ задач оптимального управления для нелинейной системы, моделирующей нестационарный сложный теплообмен с френелевскими условиями сопряжения на поверхностях разрыва коэффициента преломления. Представлены оценки решения начально-краевой задачи, разрешимость задач управления и выведены условия оптимальности, приводящие к релейности оптимального управления.
Методом Метрополиса в системе Изинг-подобных точечных диполей, расположенных на ребрах простой кубической решетки, получено температурное поведение теплоемкости, намагниченности и магнитной восприимчивости в модели, учитывающей только ближние диполь-дипольные взаимодействия, а также модели с ограниченным дальним радиусом взаимодействия. В системе присутствуют три термодинамические магнитные фазы: дальний порядок, ближний порядок и беспорядок. Фаза дальнего порядка в модели ближайших соседей отсутствует. Фаза ближнего порядка характеризуется высоким уровнем энтропии, наведенной геометрией решетки. Внешнее магнитное поле вдоль одной из базисных осей приводит к конкуренции параметров порядка в модели с ограниченным дальним радиусом взаимодействия и к исчезновению остаточной энтропии в модели учитывающей только ближние взаимодействия. Показана нелинейная зависимость критической температуры теплоемкости от концентрации разбавления системы немагнитными вакансиями в модели с ближними взаимодействиями.
В работе изучаются проективные и инъектиные унары, а также унары, удовлетворяющие условиям, являющимся ослаблениями понятий проективности и инъективности. А именно, приводится алгебраическое описание проективных, слабо-, квази- и псевдопроективных унаров; инъективных, слабо-, квази- и псевдоинъективных унаров.
В работе дано описание ассоциированных пространств и вторых ассоциированных пространств к пространству Харди на Rn. Доказаны также некоторые результаты об ассоциированных пространствах к пространству BMO(Rn).
В связи с актуальной проблемой уменьшения влияния вредных выбросов на состояние атмосферы городской среды представлена модель оптимального управления режимом работы источников загрязнения атмосферы мегаполиса. Модель предлагает математический алгоритм «справедливого» распределения выбросов в период неблагоприятных метеоусловий (НМУ), наиболее привлекательный для улучшения качества состояния атмосферы. Конструкция алгоритма основана на разработанной ранее оптимизационной математической модели распределения ограниченного ресурса социально-экономического содержания между группами людей, находящихся в дифференцируемых условиях.
В настоящей работе получены точные неравенства между наилучшими приближениями аналитических в единичном круге функций и обобщенными модулями непрерывности m-го порядка в весовом пространстве Бергмана B2,γ. Вычислены точные значения n-поперечников некоторых классов функций в весовом пространстве Бергмана.
В настоящей работе доказывается следующий результат. Число шагов в алгоритме Евклида для двух натуральных аргументов, меньший из которых имеет v цифровых разрядов в десятичной системе счисления, не превосходит целой части от дроби (v+lg(5√/Φ))/lgΦ, где Φ=(1+5√)/2, причем эта оценка достигается при каждом натуральном v. Доказывается также, что для двух других известных верхних оценок длины алгоритма Евклида справедливы частичная или асимптотическая достижимости.
В работе рассматриваются вопросы математического моделирования процесса нестационарного переноса рентгеновского излучения. Данный процесс формализован в виде начально-краевой задачи для уравнения переноса излучения, которая решается весовым методом Монте-Карло. Обсуждаются вопросы реализации предложенного метода при помощи поточно-параллельных вычислений на графическом процессоре (GPU).
Рассматривается быстропротекающий трехмерный процесс консолидации слоя металла, сформированного с использованием аддитивной лазерной технологии. В основу математической модели положены уравнения равновесия с вязкоупрогопластической реологической моделью и уравнение энергии с учетом диффузионных, конвективных и радиационных потерь. Численное решение задачи производится методом конечных элементов с использованием адаптационного алгоритма построения сеточной области в функции от градиента температуры в несвязанной постановке с решением дискретных уравнений нестационарной теплопроводности и термомеханики. Алгоритм учитывает движение источника тепла с заданной скоростью путем применения технологии «исключения» и последующего «возрождения» части материала. Непрерывное наращивание материала производится дискретно, на каждом шаге расчета, соответствующем «возрождению» очередной подобласти из «исключенных» элементов. Проводится верификация и валидация численного алгоритма. Показано влияние последовательной стратегии наращивания пяти слоев металла на распределение эффективных напряжений.
Рассматривается трехмерный конвективный тепломассоперенос в ванне расплава металла под действием движущегося лазерного источника тепла. В основу математической модели с лагранжевым описанием положены уравнения Навье-Стокса, неразрывности и энергии с учетом диффузионных, конвективных и радиационных тепловых потерь. Зависящие от температуры поверхностные эффекты учитываются с использованием поверхностного натяжения (сил Марангони) при динамическом контактном угле на движущейся линии трехфазного контакта. Численное решение задачи производится методом конечных элементов с дивергентно устойчивой аппроксимацией основных переменных. Интегрирование кинематических и динамических условий на свободной поверхности производится по схеме Ньюмарка-Бассака. Производится верификация и валидация предложенного численного алгоритма. Показано влияние определяющих параметров процесса (мощности и скорости сканирования лазера) на геометрические размеры ванны с расплавом.
Рассматриваются задачи проектирования многослойных маскировочных оболочек для 2D-модели электропроводности. Предполагается, что эти оболочки состоят из конечного числа кольцевых слоев, заполненных изотропными средами. С использованием оптимизационного метода рассматриваемые задачи сводятся к экстремальным задачам и исследуются свойства их решений. Развивается эффективный численных алгоритм, основанный на методе роя частиц (МРЧ). Обсуждаются результаты проведенных вычислительных экспериментов.
Издательство
- Издательство
- ДВФУ
- Регион
- Россия, Владивосток
- Почтовый адрес
- 690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, 10
- Юр. адрес
- 690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, 10
- ФИО
- Коробец Борис Николаевич (Ректор)
- E-mail адрес
- rectorat@dvfu.ru
- Контактный телефон
- +7 (423) 2652429
- Сайт
- https://dvfu.ru