刚性平压头作用下双重孔隙介质半平面接触问题

针对刚性平压头与双重孔隙介质半平面接触时的静力响应展开研究。基于Biot型双重孔隙介质弹性理论及接触边界条件建立基本求解方程;考虑Fourier积分变换域内特征值的特性,再通过求解柯西积分方程,得到了问题频域内的解析解,包括应力场、位移场。利用Fourier逆变换进行数值求解,分析了基质孔隙与裂隙孔隙之间交互作用对接触表面附近力学响应的影响规律。结果表明:随着两种孔隙率的增大,竖向位移和孔隙压力随之增大,而竖向正应力则减小,且基质孔隙率的影响较为显著。

表面应力对平压头摩擦接触问题的影响

基于Gurtin-Murdoch表面理论,采用Fourier积分变换法,讨论了具有表面效应的刚性平压头与弹性半平面摩擦接触问题,得到问题的奇异积分方程.再利用Gauss-Chebyshev求积公式,得到受表面应力和摩擦影响的弹性半平面应力和位移的数值解.结果表明,当压头尺寸下降到纳米量级时,表面应力效应显著,可消除压力和应力在接触边缘处的奇异性,并减小表面位移且使得位移梯度在边缘处连续.此外,在考虑表面应力情形下,摩擦的影响几乎可以忽略.