Вплив фізичних і геометричних характеристик циліндричної оболонки з поздовжньою тріщиною на її граничну рівновагу за врахування інерційності матеріалу

M. I. Makhorkin, M. M. Nykolyshyn

Анотація


Розглянуто задачу про граничну рівновагу довгої циліндричної оболонки з поздовжньою тріщиною за дії навантаження, що змінюється в часі. Для випадку симетричного навантаження тріщини побудовано систему сингулярних інтегральних рівнянь для визначення коефіцієнтів інтенсивності зусиль і моментів біля кінців тріщини. У випадку навантаження, що змінюється в часі за експоненціальним законом, досліджено залежності значень динамічних коефіцієнтів інтенсивності зусиль і моментів від швидкості зміни навантаження і довжини тріщини для оболонок, виготовлених зі сталі, міді та чавуну.

Зразок для цитування: М. І. Махоркін, М. М. Николишин, “Вплив фізичних і геометричних характеристик циліндричної оболонки з поздовжньою тріщиною на її граничну рівновагу за врахування інерційності матеріалу,” Мат. методи та фіз.-мех. поля, 64, No. 3, 104–119 (2021), https://doi.org/10.15407/mmpmf2021.64.3.104-119

Translation: M. I. Makhorkin, M. M. Nykolyshyn, “Influence of the physical and geometric characteristics of a cylindrical shell with longitudinal crack on its limit equilibrium with regard for the inertia of material,” J. Math. Sci., 278, No. 5, 859–879 (2024), https://doi.org/10.1007/s10958-024-06965-w


Ключові слова


cylindrical shell, longitudinal crack, varying load, exponential dependence on time, singular integral equations, dynamic force intensity factors

Посилання


A. L. Gol’denveizer, Theory of Elastic Thin Plates, Pergamon Press, New York (1961).

A. N. Guz, I. A. Guz, A. V. Men’shikov, V. A. Men’shikov, “Stress-intensity factors for materials with interface cracks under harmonic loading,” Prikl. Mekh., 46, No. 10, 3–13 (2010); English translation: Int. Appl. Mech., 46, No. 10, 1093–1100 (2011), https://doi.org/10.1007/s10778-011-0401-1

K. M. Dovbnya, N. A. Shevtsova, “Investigation of the stressed state of an orthotropic shell of arbitrary curvature with an internal crack,” Mat. Met. Fiz.-Mekh. Polya, 54, No. 4, 138–142 (2011); English translation: J. Math. Sci., 187, No. 6, 708–715 (2012), https://doi.org/10.1007/s10958-012-1095-6

H. S. Kit, R. M. Kushnir, V. V. Mykhas’kiv, M. M. Nykolyshyn, “Methods for the determination of static and dynamic stresses in bodies with subsurface cracks,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 47, No. 2, 56–66 (2011); English translation: Mater. Sci., 47, No. 2, 177–187 (2011), https://doi.org/10.1007/s11003-011-9382-9

R. M. Kushnir, M. M. Nykolyshyn, “Stress state and limit equilibrium of piecewise homogeneous cylindrical shells with cracks,” Mat. Met. Fiz.-Mekh. Polya, 46, No. 1, 60–74 (2003).

R. M. Kushnir, M. M. Nykolyshyn, V. A. Osadchuk, Elastic and Elastoplastic Limit State of Shells with Defects [in Ukrainian], Spolom, Lviv (2003).

M. I. Makhorkin, M. M. Nykolyshyn, “Limit equilibrium of a cylindrical shell with longitudinal crack with regard for the inertia of the material,” Mat. Met. Fiz.-Mekh. Polya, 61, No. 1, 130–141 (2018); English translation: J. Math. Sci., 249, No 3, 462–477 (2020), https://doi.org/10.1007/s10958-020-04953-4

V. A. Osadchuk, Stress-Strain State and Limit Equilibrium of Shells with Notches [in Russian], Naukova Dumka, Kiev (1985).

Ya. S. Pidstryhach, S. Ya. Yarema, Temperature Stresses in Shells [in Ukrainian], Vyd. Akad. Nauk Ukr. SSR, Kyiv (1961).

Ya. S. Podstrigach, R. N. Shvets, Thermoelasticity of Thin Shells [in Russian], Naukova Dumka, Kiev (1978).

O. O. Titova, V. P. Lan’ko, “Analysis of elastic vibrations of cylindrical shells with longitudinal cracks,” Visn. Zaporiz’k. Nats. Univ. Fiz.-Mat. Nauky, No. 1, 160–166 (2012).

I. D. Breslavsky, M. Amabili, M. Legrand, “Static and dynamic behavior of circular cylindrical shell made of hyperelastic arterial material,” Trans. ASME. J. Appl. Mech., 83, No. 5, 051002 (2016), https://doi.org/10.1115/1.4032549

Y. Chen, C. Ji, Y. Long, M.-R. Ji, F.-Y. Gao, W. Ding, “Research on dynamic behaviors of cylindrical shells with different wall-thickness under explosion loading,” Chin. J. High Press. Phys., 28, No. 5, 525–532 (2014).

A. A. Hamzah, H. K. Jobair, O. I. Abdullah, E. T. Hashim, L. A. Sabri, “An investigation of dynamic behavior of the cylindrical shells under thermal effect,” Case Studies Therm. Eng., 12, 537–545 (2018), https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.07.007

X. F. Han, Y. D. Wang, T. Wang, T. Ch. Ding, H. G. Jia, “Study on dynamic response of cylindrical shells under combined load,” Appl. Mech. Mater., 333-335, 2151–2155 (2013), https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.333-335.2151

M. Makhorkin, M. Nykolyshyn, “Construction of integral equations describing limit equilibrium of cylindrical shell with a longitudinal crack under time-varying load,” Econtechmod (PAN, Lublin, Poland), 5, No. 3, 141–146 (2016).

M. V. Menshykova, O. V. Menshykov, I. A. Guz, “Linear interface crack under plane shear wave,” CMES — Comput. Model. Eng. Sci., 48, No. 2, 107–120 (2009), https://doi.org/10.3970/cmes.2009.048.107

M. Malekan, A. Khosravi, C. A. Cimini Jr., “Deformation and fracture of cylindrical tubes under detonation loading: A review of numerical and experimental analyses,” Int. J. Pres. Ves. Pip., 173, 114–132 (2019), https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2019.05.003

S. M. Nabavi, A. R. Shahani, “Dynamic stress intensity factors for a longitudinal semi-elliptical crack in a thick-walled cylinder,” Int. J. Eng. Sci. Technol., 6, No. 5, 57–77 (2014), http://doi.org/10.4314/ijest.v6i5.6

S. G. Pothula, Dynamic Response of Composite Cylindrical Shells under External Impulsive Loads, Master of Science Degree Thesis, University of Akron, Akron (2009).

S. J. Rouzegar, M. Mirzaei, “Modeling dynamic fracture in Kirchhoff plates and shells using the extended finite element method,” Sci. Iran., 20, No. 1, 120–130 (2013), https://doi.org/10.1016/j.scient.2012.12.013


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.