TORSION OF ELASTIC HALF-SPACE WITH MULTILAYERED COATING OF PERIODIC STRUCTURE
Abstract
An axisymmetric problem of the elasticity theory on torsion of an elastic half-space with inhomogeneous in depth coating of periodic structure by a non-deformable circular punch is considered. The coating is represented by a set of alternating soft and hard layers. The boundaries of the layers can be clear (piecewise-constant variation of the shear modulus) or smooth (continuously inhomogeneous or functionally-graded coatings). The approximate analytical solution to the problem of high accuracy is constructed which is effective for any coating thickness. The effect of the number of layers, and of the coating inhomogeneity type on the kernel transform of the integral equation and on the contact stresses distribution under the punch is investigated. It is shown that with certain values of the problem parameters, the substantial difference between the results for the continuous and piecewise constant type of the variation of the shear modulus in depth is obtained.
About the Authors
Andrey Sergeyevich VasilyevRussian Federation
Evgeny Valeryevich Sadyrin
Russian Federation
Marina Evgenyevna Vasilyeva
Russian Federation
References
1. Структура и свойства нанокомпозитных, гибридных и полимерных покрытий / А. Д. Погребняк [и др.] — Москва : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. — 344 с.
2. Dayal, P. Characterisation of nanolayered aluminium/palladium thin films using nanoindentation / P. Dayal, N. Savvides, M. Hoffman // Thin Solid Films. — 2009. — Vol. 517, iss. 13. —
3. Pp. 3698–3703.
4. Reissner, E. Forced torsional oscillations of an elastic half-space / E. Reissner, H. F. Sagoci // Journal of Applied Physics. — 1944. — Vol. 15, № 9. — Pp. 652–654.
5. Sneddon, I. N. The Reissner—Sagoci problem / I. N. Sneddon // Proceedings of the Glasgow Mathematical Association. — 1966. — Vol. 7, № 3. — Pp. 136–144.
6. Грилицкий, Д. В. Кручение двухслойной упругой среды / Д. В. Грилицкий // Прикладная механика. — 1961. — Т. 7, № 1. — С. 89–94.
7. Васильев, А. С. Контактная задача о кручении круглым штампом трансверсально-изотропного упругого полупространства с неоднородным трансверсально-изотропным покрыти¬ем / А. С. Васильев, Е. В. Садырин, И. А. Федотов // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2013. —
8. № 1–2. — С. 25–34.
9. Айзикович, С. М. Асимптотические решения контактных задач теории упругости для неоднородных по глубине сред / С. М. Айзикович // Прикладная математика и механика. — 1982. — Т. 46, № 1. — С. 148–158.
10. Айзикович, С. М. Двухсторонний асимптотический метод решения интегрального урав-нения контактной задачи о кручении неоднородного по глубине упругого полупространства / С. М. Айзикович, А. С. Васильев // Прикладная математика и механика. — 2013. — Т. 77, № 1. — С. 129–137.
11. Айзикович, С. М. Деформирование полупространства при действии произвольной осе-симметричной нагрузки / С. М. Айзикович, Л. И. Кренёв, И. С. Трубчик // Прикладная математика и механика. — 2008. — Т. 72, № 4. — С. 644–651.
Review
For citations:
Vasilyev A.S., Sadyrin E.V., Vasilyeva M.E. TORSION OF ELASTIC HALF-SPACE WITH MULTILAYERED COATING OF PERIODIC STRUCTURE. Vestnik of Don State Technical University. 2013;13(5-6):6-13. (In Russ.)