THE EXACT INTEGRAL EQUATION OF HERTZ’S CONTACT PROBLEM

This paper presents the exact integral equation of Hertz's contact problem, which is obtained by taking into account the horizontal displacement of points in the contacted surfaces due to pressure.

Fundamental formulation for frictional contact with graded materials

In the paper, we develop the fundamental solutions for a graded half-plane subjected to concentrated forces acting perpendicularly and parallel to the surface. In the solutions, Young’s modulus is assumed to vary in the form of E(y)=E0eαy and Poisson’s ratio is assumed to be constant. On the basis of the fundamental solutions, the singular integral equations are formulated for the unknown traction distributions with Green’s function method. From the fundamental integral equations, a series of integral equations for special cases may be deduced corresponding to practical contact situations. The validity of the fundamental solutions and the integral equations is demonstrated with the degenerate solutions and two typical numerical examples.

导电压头作用下的多层功能梯度压电材料涂层二维接触问题研究

考虑了材料参数可按照任意函数形式变化的功能梯度压电材料(FGPM)涂层在不同形状导电压头作用下的接触问题,研究了梯度系数对功能梯度压电涂层接触力学行为的影响.建立了多层功能梯度压电材料涂层模型,运用了Fourier积分变换和传递矩阵将多层功能梯度压电材料涂层的接触问题转化为奇异积分方程.利用Gauss-Chebyshev数值计算方法,得到了多层功能梯度压电材料涂层-基底结构在刚性导电平压头和圆柱形压头作用下的表面应力分布和电荷分布.利用数值解,分析了材料参数按照不同变化形式的FGPM涂层对最大压痕和电势的影响,还分析了功能梯度压电涂层内部的应力和电位移分布.研究结果表明,功能梯度压电材料参数的不同变化形式对结构的接触性能具有重要的影响.

基于边界积分方程求解二维移动滚动接触问题

工程机械中,由于接触体之间的相对运动造成的损伤或疲劳一直是研究的重点。然而相对运动中,接触相对位置不断变化。为保证接触区应力精确模拟,需对所有可能接触区网格进行加密。为避免这一问题,采用网格更新法,保证仅当前时刻可能接触区网格需加密,并保证接触区节点一一对应。同时采用旋转坐标系法,推导出边界积分方程移动滚动前后时刻的等价性,避免积分重复计算。基于上述方法,提出二维移动滚动接触问题解方法并利用数值算例证明本文方法的有效性。

具周期裂纹的半平面周期接触问题的奇异积分方程数值解法

运用Hilbert核的奇异积分方程的数值解法研究具任意形状裂纹的各向同性弹性半平面在周期压头作用下的周期接触问题,将所考虑问题转化为第一型或第二型的奇异积分方程组.最后给出带垂直裂纹的半平面在光滑平底压头作用下的数值结果.令a→∞时,就得到非周期经典结果.

刚性滚筒与粘弹性基础接触问题分析

给出了求解刚性滚筒以给定速度滚过粘弹性基础问题的计算公式。利用Winkler粘弹性基础假设简化问题模型,并以标准线性固体模型描述粘弹性材料的本构关系,从而得出粘弹性基础接触区域的应力分布函数。最后的算例表明了运用该公式求解刚性滚筒与粘弹性基础接触问题的有效性。

含裂纹半无限大功能梯度材料的接触问题

研究了含裂纹半无限大功能梯度材料的接触问题.假设材料的剪切模量沿y轴呈指数规律变化,利用Fou-rier变换将问题转化为关于未知位错密度函数的奇异积分方程,并把位错密度函数表示为Chebyshev多项式,从而将奇异积分方程转化为线性代数方程组进行配点数值求解.最后分析了梯度材料非均匀参数、摩擦系数、裂纹长度以及裂纹距刚性压头中心的水平距离对应力强度因子的影响.

论Hertz接触问题解的不唯一性

本文根据积分方程的理论,对Hertz接触问题的积分方程的特点进行了分析,指出该问题的解不是唯一的。

弹性压头与正交各向异性梁的接触问题

本文将文推广到弹性压头情形。采用近似格林函数方法,建立弹性压头与正交各向异性梁接触问题的积分方程。其中格林函数是由半平面的位移解,梁的挠度理论求得。文中对简支梁对称地受压头作用进行分析。假定未知的压力分布展开成Chebyshev多项式,比较各项的系数即可得到积分方程的闭合解,于是接触应力,压力与接触区长度等关系即可得出。

Hertz接触问题的精确的积分方程

本文给出Hertz接触问题的精确积分方程,也就是将压力作用下接触面中各点的水平位移也考虑在内而得到的积分方程.

轮和弹性地基梁的接触问题

本文研究弹性圆盘和弹性地基梁的光滑接触问题。对弹性地基采用Ｗｉｎｋｌｅｒ假设并只计受压部分。根据圆盘和梁的接触、梁和地基的接触的几何条件；弹性地基梁的平衡微分方程及边界条件；平衡条件，建立此接触问题的积分方程。这是一个带Ｃａｕｃｈｙ核的奇异积分方程，应用Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式展开，求出此方程的解析解。

一类带约束的二维弱奇异积分方程的解

本文找出二维弱奇异第一类积分方程作用着约束方程的解ｐ。其中是原点在Ｍ（ｒ，θ）的局部极坐标，（ｒ，θ）是原点在Ｏ（０，０）的总体极坐标：ｋ和Ｆ是给出的连续函数；是一常数；（常数）是研究域Ｑ的边界围线。所用方法可推广到三维情形。

一个弹性接触问题上的二元积分方程的解法

介绍了求解一个弹性接触问题上的二元积分方程新方法。通过利用Bessel函数的性质 ,找到一种简洁的解法。

Hertz接触问题的解的唯一性条件

讨论了接触面为圆面的Ｈｅｒｔｚ接触问题。若压力分布是轴对称的，则该接触问题的解必是唯一的。且在上述条件下，该接触问题的积分方程可化为两个推广的Ａｂｅｌ积分方程组，此方程组的解便给出此接触问题的解。

分段光滑刚性压头和弹性半平面接触混合问题

接触问题的边界条件，部分为已知的接触固体的外形，部分为已知接触面力者称为接触的混合问题．分段光滑刚性压头和弹性半平面的接触混合问题，当外形曲线在分段处的函数和导数连续时，归结为求解Ｃａｕｃｈｙ奇异积分方程和一个微分方程，应用Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式展开和边界条件可求出解．文中给出中为均匀面力和边为已知曲线外形的例子．

一类二维积分方程的封闭解及其在力学中的应用

讨论了带有１／ｒ奇性的二维奇异积分方程，并获得它的封闭解公式。利用此结论证明了弹性力学中２球的Ｈｅｒｔｚ接触问题的压力分布是唯一的．对接触问题。

含币形裂纹功能梯度材料的轴对称接触问题

目的研究含币形裂纹功能梯度材料的轴对称接触问题。方法对功能梯度材料进行分层,通过Hankel变换及其逆变换求得各子层及均匀半空间的位移和应力分量,并将所研究问题转化为带Cauchy核的奇异积分方程。结果求解方程可得裂纹尖端应力强度因子,并讨论裂纹位于涂层中间时,梯度涂层的分层数、涂层和裂纹面上剪切模量比值对应力强度因子的影响。结论数值算例显示:梯度涂层剪切模量按指数形式变化时将梯度涂层分8层就可保证精度;可调节裂纹面附近材料剪切模量实现材料的抗断能力。

含竖直裂纹弹性材料与梯度材料粘接的接触问题

从功能梯度材料的弹性理论出发,首先推导出梯度材料在不同边界条件下的状态方程,进而使用Fourier变换技术将含裂纹弹性材料与梯度材料粘接的接触问题转化为边值问题,建立起该数学模型。构造带技巧性的积分变换方法将混合边值问题化为奇异积分方程,并利用Gauss-Chebyshev积分公式将奇异积分方程离散为计算机可实现的代数方程组,编制计算机程序并上机调试,得出数值模拟结果。

功能梯度材料涂层半空间的轴对称光滑接触问题

求解了功能梯度材料涂层半空间的轴对称光滑接触问题,其中梯度层剪切模量按照线性变化,利用Hankel积分变换方法求解微分方程,将问题化为具有Cauchy型奇异核的积分方程.数值方法求解表明:功能梯度材料涂层半空间在刚性柱形压头和球形压头作用下,接触表面分布应力,接触半径以及最大压痕受材料梯度效应的影响较大.

平面弹性接触问题的光弹性-数值组合解法

利用光弹性 -数值组合解法对平面弹性接触问题进行了研究 .利用边界积分方程 ,结合接触状态 ,形成接触问题的系统方程 .采用增量迭代的方法 ,通过计算程序求得数值解 .由光弹性实验得出实验解 ,并将此解与数值解进行比较 。