БИФУРКАЦИЯ РАВНОВЕСИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ МИКРОПОЛЯРНЫХ ПЛИТ С ВНУТРЕННИМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ
- Авторы: Шейдаков Д.Н1, Михайлова И.Б1, Шейдаков Н.Е2
-
Учреждения:
- Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук
- Ростовский государственный экономический университет
- Выпуск: Том 18, № 3 (2022)
- Страницы: 3-12
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/2500-0640/article/view/630760
- DOI: https://doi.org/10.7868/S25000640220301
- ID: 630760
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Проблема устойчивости равновесия деформируемых тел важна как с теоретической, так и с прикладной точки зрения, так как исчерпание несущей способности и разрушение строительных и инженерных конструкций зачастую происходит именно в результате потери устойчивости под действием внешних нагрузок. Вследствие развития современных технологий и появления новых материалов достаточно большую актуальность приобретает вопрос анализа устойчивости различных составных нелинейно-упругих тел со сложной микроструктурой и внутренними напряжениями. В настоящей работе в рамках общей теории устойчивости трехмерных тел исследована проблема бифуркации равновесия прямоугольной многослойной плиты при двухосном сжатии ‒ растяжении. При этом предполагалось, что слои плиты могут быть предварительно деформированы и содержать начальные (остаточные) напряжения. Для описания поведения рассмотренных плит применялась модель микрополярной среды (континуум Коссера). Такой подход позволил подробно учесть влияние микроструктуры на потерю устойчивости. С использованием представления определяющих соотношений относительно разных отсчетных конфигураций в случае модели физически-линейного микрополярного материала получены линеаризованные уравнения равновесия, описывающие поведение составных плит с предварительно напряженными частями в возмущенном состоянии. С помощью специальной подстановки исследование устойчивости прямоугольной N-слойной микрополярной плиты сведено к решению линейной однородной краевой задачи для системы 6N обыкновенных дифференциальных уравнений. При заданных упругих параметрах материала слоев, их толщине и начальных деформациях данная краевая задача может быть достаточно легко решена численно с использованием конечно-разностного метода.
Об авторах
Д. Н Шейдаков
Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук
Email: sheidakov@mail.ru
Российская Федерация, 344006, г. Ростов-на-Дону
И. Б Михайлова
Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наукРоссийская Федерация, 344006, г. Ростов-на-Дону
Н. Е Шейдаков
Ростовский государственный экономический университетРоссийская Федерация, 344002, г. Ростов-на-Дону
Список литературы
- Cosserat E., Cosserat F. 1909. Theorie des Corps Deformables. Paris, Librairie Scientifique A, Hermann et Fils: 242 p.
- Eringen A.C. 1999. Microcontinuum Field Theory. I. Foundations and Solids. New York, Springer: 348 p.
- Kafadar C.B., Eringen A.C. 1971. Micropolar media – I. The classical theory. International Journal of Engineering Science. 9(3): 271–305. doi: 10.1016/0020-7225(71)90040-1
- Maugin G.A. 1998. On the structure of the theory of polar elasticity. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 356: 1367–1395. doi: 10.1098/rsta.1998.0226
- Toupin R.A. 1964. Theories of elasticity with couple-stress. Archive for Rational Mechanics and Analysis. 17(2): 85–112. doi: 10.1007/BF00253050
- Altenbach J., Altenbach H., Eremeyev V.A. 2010. On generalized Cosserat-type theories of plates and shells: a short review and bibliography. Archive of Applied Mechanics. 80: 73–92. doi: 10.1007/s00419-009-0365-3
- Lurie A.I. 1990. Non-linear theory of elasticity. Amsterdam, North-Holland: 617 p.
- Zubov L.M. 1997. Nonlinear theory of dislocations and disclinations in elastic bodies. Berlin, Springer: 205 p.
- Zubov L.M. 2016. Universal deformations of micropolar isotropic elastic solids. Mathematics and Mechanics of Solids. 21(2): 152–167. doi: 10.1177/1081286515577036
- Pietraszkiewicz W., Eremeyev V.A. 2009. On natural strain measures of the non-linear micropolar continuum. International Journal of Solids and Structures. 46: 774–787. doi: 10.1016/j.ijsolstr.2008.09.027
- Eremeyev V.A., Zubov L.M. 1994. On the stability of elastic bodies with couple-stresses. Mechanics of Solids. 29(3): 172–181.
- Lakes R. 1995. Experimental methods for study of Cosserat elastic solids and other generalized elastic continua. In: Continuum models for materials with micro-structure. New York, Wiley: 1–22.
- Truesdell C. 1977. A first course in rational continuum mechanics. New York, Academic Press: 280 p.
- Eremeyev V.A., Pietraszkiewicz W. 2012. Material symmetry group of the non-linear polar-elastic continuum. International Journal of Solids and Structures. 49(14): 1993–2005. doi: 10.1016/j.ijsolstr.2012.04.007
- Eremeyev V.A., Pietraszkiewicz W. 2016. Material symmetry group and constitutive equations of micropolar anisotropic elastic solids. Mathematics and Mechanics of Solids. 21(2): 210–221. doi: 10.1177/1081286515582862
- Levin V.A. 2017. Equilibrium of micropolar bodies with predeformed regions. The superposition of large deformations. Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 81(3): 223–227. doi: 10.1016/j.jappmathmech.2017.08.014
- Sheydakov D.N. 2021. Stability of circular micropolar rod with prestressed two-layer coating. Continuum Mechanics and Thermodynamics. 33: 1313–1329. doi: 10.1007/s00161-020-00968-z
- Sheydakov D.N. 2011. On stability of elastic rectangular sandwich plate subject to biaxial compression. In: Advanced Structured Materials. Vol. 15. Shell-like Structures – Nonclassical Theories and Applications. Berlin, Springer-Verlag: 203–216. doi: 10.1007/978-3-642-21855-2_15