On joint efficiency of composite anisotropic plate rigidly fixed along outside edges

Introduction. Modern processes of welding, surfacing, soldering and bonding provide producing structural elements of monolithic interconnected dissimilar anisotropic materials. The combination of different materials with qualities corresponding to certain operating conditions offer comprehensive facilities to improve the technical and economic characteristics of machines, equipment and structures. It can contribute to a significant increase in their reliability, durability, and to reduction of the production and operation costs. 

Materials and Methods. The work objective is to study the boundary state of stress of anisotropic composite plates in the framework of the classical theory of plate bending. The outer edges of the plate are considered free. Using the classical theory of bending of an anisotropic plate in the space of physical and geometric parameters, hypersurface equations are obtained that define low-stressed zones for the contact surface edge of a cylindrical orthotropic composite plate.

Research Results. Finding the criteria for engineering structures to determine the limiting strength characteristics of structural elements is one of the urgent tasks of the deformable solid mechanics. Strength problems in structures are often reduced to elucidating the nature of the local stress state at the tops of the joints of the constituent parts. This paper is devoted to solving this problem for composite anisotropic plates in the area of their bending.

Discussion and Conclusions. The solution proposed in this paper may be useful for increasing the strength of composite products.

1. Чобанян, К. С. Напряжения в составных упругих телах / К. С. Чобанян. — Ереван : Изд-во АН Арм. ССР, 1987. — 338 с.

2. Задоян, М. А. Об условиях малонапряженности составных пластин / М. А. Задоян // Доклады РАН. — 1993. — Т. 33. — №3. — С. 319–321.

3. Акопян, А. Г. Малонапряженное состояние неоднородно-составных клиньев при смешанных граничных условиях / А. Г. Акопян // Прикладная механика и техническая физика. — 1994. — № 3. — С. 149– 156.

4. Акопян, А. Г. О плоской деформации малонапряженного неоднородно-составного клина / А. Г. Акопян // Известия национальной академии наук Армении. Механика. — 1994. — №5–6. — С. 42–48.

5. Акопян, А. Г. Малонапряженность неоднородно-составных клиньев / А. Г. Акопян, М. А. Задоян // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. — 1992. — №5. — С.88–96.

6. Лехницкий, С. Г. Анизотропные пластинки / С. Г. Лехницкий. — Москва : Гостехиздат, 1957. — 463 с.

7. Chyanbin Hwu Anisotropic Elastic Plates / Springer Science & Business Media. — 2010. — 673 p.

8. Williams, M. L. Surface Stress Singularities Resulting from Various Boundary Conditions in Angular Corners of Plates under Bending / M. L. Williams // Proceedings of the First U.S. National Congress of Applied Mechanics. — 1950. — P. 325–329.

9. Burton, W. S. On the Singularities in Reissner`s Theory for the Bending of Elastic Plates / W. S. Burton and G.B. Sinclair // Journal of Applied Mechanics. — 1986. — Vol. 53, no. 1. — P. 220–222.

10. Геворкян, Г. В. Экспериментальные исследования прочности составных пластин при изгибе / Г. В. Геворкян [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. — 2000. — Т. 41, № 4. — С. 763–767.

11. Задоян, М. А. О прочности соединения составной плиты / М. А. Задоян // Известия Национальной Академии наук РА и Государственного инженерного университета Армении. Серия «Технические науки». — 2000. — Т. LIII, № 1. — С. 8–11.

12. Vijayakumar, K. A relook Reissner`s theory of plate in bending / K. Vijayakumar // Archive of applied mechanic. — 2011. — Vol. 81, no.11. — P. 1717–1724.

13. Амбарцумян, С. А. Теория анизотропных пластин / С. А. Амбарцумян. — Москва : Наука, 1967. — 360 с.