A construction algorithm for full parametric analytical solutions in the basic mixed problem of elastostatics for the simply connected body


Cite item

Full Text

Abstract

Using analytical solutions to analyze the state of the bodies at the research and engineering calculations provides computing resources. We propose a methodology for structuring full parametric solutions to the problems of mathematical physics, including the basic mixed problem of elastostatic. The tool is a relatively new energy method of boundary states based on computer algebra. The method is based on the concept of state of the medium, isomorphism of Hilbert spaces of internal and boundary states of the body. The method is self-sufficient in the sense that, in principle, does not require comparison of the solution of test problems with those constructed by other methods. For inclusion in the solution in an explicit form of the medium constants we recommend saving computing resources method of boundary states with perturbations in which the direct method is combined with approach to A. Poincare. To explicitly include in the decision parameters the boundary conditions we suggested the technology of the reference solutions. Its effectiveness is demonstrated on a concrete example the basic mixed problem of elastostatic. The object of research is a limited simply connected body whose boundary is divided into three sections. At each site held individual method of parameterization of the points of the border: polar, cylindrical, spherical coordinate systems. The calculations are made using the computer algebra of the system “Mathematica” and demonstrated the effectiveness of the developed methodology to achieve this goal. The sequence of steps leading to guaranteed achievement of goal is described. The decision of a concrete task is made. Its results are presented in explicit analytical form containing all the parameters of the boundary value problem of elasticity theory and illustrated graphically after calculation by the analytic solution for a concrete set of parameter values.

About the authors

Viktor B Penkov

Lipetsk State Technical University

Email: vbpenkov@mail.ru
Dr. Phys. & Math. Sci.; Professor; Dept. of General Mechanics 30, Moskovskaya st., 398055, Russian Federation

Olga S Novikova

Lipetsk State Technical University

Email: _o_l_g_a_@bk.ru
Postgraduate Student; Dept. of General Mechanics 30, Moskovskaya st., 398055, Russian Federation

Lyubov V Levina

Lipetsk State Technical University

Email: satalkina_lyubov@mail.ru
Cand. Phys. & Math. Sci.; Associate Professor; Dept. of Applied Mathematics 30, Moskovskaya st., 398055, Russian Federation

References

  1. Новикова О. С. Методология построения полнопараметрических аналитических решений основных смешанных задач эластостатики для обеспечения этапов технологических процессов обработки давлением / Проблемы и перспективы развития машиностроения: Сб. науч. трудов междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 60-летию Липецкого государственного технического университета. Т. 2. Липецк, 2016. С. 203-208.
  2. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. 708 с.
  3. Лурье А. И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. 940 с.
  4. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. 744 с.
  5. Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1972. 440 с.
  6. Neuber H. Ein neuer Ansatz zur Lösung räumlicher Probleme der Elastizitätstheorie. Der Hohlkegel unter Einzellast als Beispiel // ZAMM, 1934. vol. 14, no. 4. pp. 203-212. doi: 10.1002/zamm.19340140404.
  7. Penkov V. B., Satalkina L. V., Shulmin A. S. The use of the method of boundary states to analyse an elastic medium with cavities and inclusions // J. Appl. Math. Mech., 2014. vol. 78, no. 4. pp. 384-394. doi: 10.1016/j.jappmathmech.2014.12.010.
  8. Nayfeh A. H. Introduction to perturbation techniques. New York: A wiley-interscience publication. John Wiley & Sons, Inc., 1993. xiv+519 pp.
  9. Минаева Н. В. Метод возмущений в механике деформируемых тел. М.: Научная книга, 2002. 156 с.
  10. Schwarz H. A. Über einige Abbildungsaufgaben // Journal für die reine und angewandte Mathematik. vol. 1869, no. 70. pp. 105-120. doi: 10.1515/crll.1869.70.105.
  11. Стружанов В. В. Об одном итерационном методе расчета напряжений в неодносвязных телах // Вычислительные технологии, 2006. Т. 11, № 6. С. 118-124.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2018 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».