Modelling of stress state of elastic medium containing perfectly and imperfectly bonded thin inclusions and overlays

• Autorzy: Sulym H. , Pasternak I.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie stanu naprężenia dwuwymiarowego ośrodka sprężystegozawierającego doskonałe i niedoskonałe kontaktujące cienkie inkluzje oraz nakładki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study considers modelling of two-dimensional stress state of solids containing thin elastic inclusions. In modeling the coupling principle for continua of different dimension is utilized. Basing on the model of inclusion under the perfect contact three other models of imperfect contact are developed. The simplest one is a model of thin inclusion, which is completely delaminated at certain segments. Two other models take into account a smooth contact between inclusion and a solid, and also a contact with friction. The developed models are easy to introduce into the used boundary element approach. The model of inclusion, completely debonded at one face, is also used in modeling of solids with thin elastic overlays or stringers.

PL

W pracy przy użyciu zasady sprzężenia kontinuów różnowymiarowych rozważane są sposoby matematycznego modelowania zagadnienia płaskiego dla ośrodków sprężystych zawierających cienkie inkluzje. Zasadniczy model matematyczny dla cienkiej inkluzji połączonej w doskonały sposób z tarczą uwzględnia możliwość sprężystego odkształcenia w kierunkach: poprzecznym i wzdłużnym względem osi inkluzji oraz efekty jej zginania. Zostały sprecyzowane trzy szczególne modele niedoskonałego kontaktu inkluzji. Najprostszym z nich jest model cienkiego wtrącenia, które wzdłuż pewnych segmentów jest odseparowane od macierzy. Dwa inne modele uwzględniają gładki kontakt inkluzji z ciałem oraz kontakt z tarciem. Opracowane modele łatwo łączy się ze schematem metody elementów brzegowych. Model cienkiej inkluzji zupełnie odseparowanej wzdłuż jednej strony nadaje się również do badania ośrodków z cienkim wzmocnieniem powierzchniowym (nakładką).

Słowa kluczowe

EN

thin inclusion; delaminating; overlay; imperfect contact; friction; boundary element method

PL

cienka inkluzja; odseparowanie; nakładka; kontakt niedoskonały; tarcie; metoda elementów brzegowych

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 30, no. 3
• Strony: 176--181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sulym H.

autor

Pasternak I.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Białostocka,

Bibliografia

• [1] Alexandrov V.M., Smetanin B.I., Sobol' B.V. 1993, Thin stress concentrators in elastic solids. Fizmatlit, Moscow (in Russian).
• [2] Aliabadi M.H., Saleh A.L. 2002, Fracture mechanics analysis of cracking in plain and reinforced concrete using the boundary element method. Eng. Fract. Mech., 69, pp. 267-280.
• [3] Il'ina 1.1., Sil'vestrov V.V. 2005, The problem on thin rigid interface inclusion, which is debonded from a medium along one face. Mech. of Rigid Body, 3, pp. 153-166 (in Russian).
• [4] Il'ina I.I., Sil'vestrov V.V. 2007, Partially debonded thin rigid inclusion between two different materials with the account of friction in the contact zone. Herald of Samara State University, 4(54), pp. 124-139 (in Russian).
• [5] Leite L.G.S., Coda H.B., Venturini W.S. 2003, Two-dimensional solids reinforced by thin bars using the boundary element method. Eng. Anal. Bound. Elem., 27, pp. 193-201.
• [6] Leite L.G.S., Venturini W.S. 2005, Boundary element formulation for 2D solids with stiff and soft thin inclusions. Eng. Anal. Bound. Elem., 29, pp. 257-267.
• [7] Moraru G. 2008, Concentration of stresses near a debonded flexible inclusion in plane elasticity. Rev. Roum. Sci. Techn. - Mec. Appl., TOME 53, No 2, pp. 175-182, Bucarest.
• [8] Padron L.A., Aznarez J.J., Maeso O. 2007, BEM-FEM coupling model for the dynamic analysis of piles and pile groups. Eng. Anal. Bound. Elem., 31, pp. 473-484.
• [9] Pasternak I.M., Sulym H.T. 2009, Dual boundary element method in the problems of thin inclusions theory. Proc. Int. Conf. "In-Service Damage of Materials, its Diagnostics and Prediction", Ternopil, pp. 137-143 (in Ukrainian).
• [10] Piskozub J.Z., Sulym H.T. 2004, Conditions of the contact interaction of solids (the review). Math. Meth. Phis.-Mech. Fields, 47(3), pp. 111-125 (in Ukrainian)
• [11] Podgornyy A.N. ed. 1989, Problems of contact interaction of structural elements. Naukova dumka, Kyiv (in Russian).
• [12] Popov G.Ya. 1982, Concentration of elastic stresses near stamps, cuts, thin inclusions and enforcements. Moscow: Nauka (in Russian).
• [13] Portela A., Aliabadi M.H., Rooke D.P. 1992, The dual boundary element method: Effective implementation for crack problems. Int. J. Numer. Meth. Engng., 33, pp. 1269-1287.
• [14] RiedererK., DuenserC, Beer G. 2009, Simulation of linear inclusions with the BEM. Eng. Anal. Bound. Elem., 33, pp. 959-965.
• [15] Saleh A.L., Aliabadi M.H. 1998, Crack growth analysis in reinforced concrete using BEM. J. Eng. Mech., 124(9), pp. 949-958.
• [16] Sulym H.T. 2007, Bases of mathematical theory of thermoelastic equilibrium of deformable solids with thin inclusions. Research-and--Publishing Center, NTSh, Lviv (in Ukrainian).
• [17] SyaskyyA.O., Batyshkina Yu.V 2004, Partial symmetric enforcement of curvilinear hole in the un-bounded plate. Herald of the Ternopil State Technical University, 9(2), pp. 5-12 (in Ukrainian).