円形表面に押し付けられた直交異方性梁と接触している横方向垂直歪の影響

GASMI Amir; JOSEPH Paul F.; RHYNE Timothy B.; CRON Steven M.

文献

J-GLOBAL ID：201202226351360742 整理番号：12A1031242

円形表面に押し付けられた直交異方性梁と接触している横方向垂直歪の影響

The effect of transverse normal strain in contact of an orthotropic beam pressed against a circular surface

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資料名：
巻： 49 号： 18 ページ： 2604-2616 発行年： 2012年09月15日
JST資料番号： B0700A ISSN： 0020-7683 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

横せん断および横垂直変形を説明できる垂直変形梁理論を用いて,剛円筒表面を有する直交異方性直線梁の接触問題を検討した。剛表面の円筒性質は,接触端部における点荷重が展開されるEuler-Bernoulli理論の挙動と,非特異圧力分布を予測する高次理論との相違を強調している。Timoshenko梁理論はこの挙動を追及する最も簡単な理論であり,接触端部における圧力の最大値の予測は,接触圧力が零になるとする弾性理論結果と矛盾している。基本的な相違について明らかにし,多くの接触問題に重要な効果をもたらすこと等のために,横方向直歪を導出した。この影響を検討するために,一定および梁厚さを通した線形横方向直歪を共に説明可能なより高次の梁理論を仮想仕事の原理を用いて導き出した。結果の直交異方性梁理論は,曲げ剛性(EI),せん断剛性(EA₁)および横方向垂直剛性(EA₂)に依存しており,これらは次数の大きさだけ異なる剛性パラメータから独立している。次いで,横方向直歪がゼロと仮定するTimoshenko梁モデルに沿って,上記接触問題をこれらの理論を基に解析的に解いた。異なる直交異方性材料についての結果から,横方向垂直変形が含まれていると接触圧力解に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。さらに,より高次の梁理論を用いた解は,半接触長さ梁の厚さより小さいとき,Hertz状の接触圧の2つの極値を包含しており,Timoshenko梁理論のケースでは半接触長さが梁の厚さよりも大きい。接触端部における圧力挙動に関して,仮想仕事の原理から求められる境界条件に対する執着性から,圧力はゼロに近づきが,人為操作なしにゼロにはならないことが分かった。これに関して,線形歪では定歪の場合よりましである。全ての梁の解は,商用有限要素ソフトウエアABAQUSを用いて得られた板弾性解を利用して検証した。Copyright 2012 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

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弾性力学一般 , 梁,桁

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