کاربرد روش اجزای مرزی در مسایل تماسی

تحلیل اجسام در تماس بخش مهمی از مکانیک جامدات را تشکیل میدهد. یک مسئله تماسی هنگامی روی می دهد که حداقل دو جسم بدون اتصال مکانیکی با یکدیگر در تماس باشند. تماس بین دو جسم میتواند در یک نقطه، در طول یک خط یا در روی یک سطح باشد. در مسایل تماسی بارهای خارجی اعمالی بین اجزای سازه ای از طریق تنش های عمودی و مماسی (در صورت وجود اصطکاک) بین آن ها انتقال می یابد و در نتیجه، بازده مکانیکی سیستم به تعامل بین سطوح تماس بستگی دارد. در اغلب موارد، در ناحیه ی تماس تمرکز تنش بالا به وجود می آید که باعث تسلیم شدن ماده در ناحیه تماس، ترک خوردگی و خستگی ساییدگی در این ناحیه می شود. مشاهده مستقیم مسایل تماسی در آزمایشگاه به علت این که سطوح متداخل زیر سطح تماس مخفی هستند امکان پذیر نمی باشد و تنها می توان با بررسی میانگین برخی از متغیرها به راستی آزمایی مدل های تحلیلی پرداخت. از سوی دیگر، مسایل تماسی به جنس مواد در تماس و هم چنین مقدار، جهت و نرخ بارگذاری وابسته است. با توجه به موارد ذکر شده مسایل تماسی بسیار پیچیده می باشند و انتخاب روشی مناسب برای تحلیل آنها در زمان تحلیل و دقت پاسخها بسیار تاثیر گذار است. در این پژوهش کاربرد روش اجزای مرزی در تحلیل مسایل تماسی مورد بررسی قرار می گیرد و چند مسئله ساده ی تماس بین اجسام صلب و کشسان با روش ماتریس شکل پذیری ارزیابی می گردد. با مقایسه نتایج با نتایج تحلیلی و اجزای محدود مشخص گردید که در تمام موارد روش اجزای مرزی دقت بالاتری نسبت به روش اجزای محدود ارایه داد.

Keywords:

روش اجزای مرزی , تحلیل مسئله تماسی , روش ماتریس شکل پذیری , عملگر تانژانت , تحلیل کشسان مومسان