УДК 539.3
Дубецький С.А., Желізняк Й.Р.
Тиск квадратного в плані штампа на пружний півпростір
Нехай на границю
пружного півпростору
втискається під дією сили
штамп з основою у вигляді квадрата з розмірами
. Виберемо прямокутну систему декартових
координат
так, щоб центр основи штампа співпадав з початком
координат, а осі
і
були паралельні до сторін квадрата. Задача
полягає у визначенні контактних напружень.
Для розв’язування задачі використаємо методику, викладену в роботі [1]. Система інтегральних рівнянь зведеться до одного рівняння внаслідок симетричності напруженого стану відносно осей координат і бісектрис координатних кутів:








(1)
При
нормальні напруження
для такої задачі будуть спадати швидше, ніж такі
напруження у випадку кругового штампа, контур якого описаний навколо даного
квадрата. На основі цього в інтегральному рівнянні (1) можна замінити безмежні
границі скінченими, допускаючи при цьому незначну похибку. Запишемо рівняння в
безрозмірному вигляді:




![]()


(2)
де
,
,
,
,
. (![]()
).
Останнє інтегральне рівняння можна розв’язати чисельним методом шляхом зведення його до системи алгебраїчних рівнянь.
Величина напружень
визначається через функцію
так:

,
(3)
де
- область квадрата,
- область поза квадратом,
- модуль пружності,
- коефіцієнт Пуасона,
- осадка штампа,
.
Перелік посилань.