Optimization of the geometry of compound elastic bodies with aim to improve strength test procedures for adhesive joints
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2011.4.4.40Keywords:
elasticity, stress singularity, optimization, finite element method, adhesive jointsAbstract
We study the optimization problem aimed at searching the body geometry, which provides the most uniform distribution of stresses over the interface of various materials. Applications of this problem are related to the improvement of strength testing techniques for adhesive joints. The results obtained in the numerical analysis of the stress state of standard specimens are presented. It is shown how to improve the strength test procedures by changing the specimen geometry.
Downloads
References
Sinclair G.B. Stress singularities in classical elasticity - I: Removal, interpretation, and analysis // Appl. Mech. Rev. - 2004. - V. 57, N. 4. - P. 251-297. DOI
Sinclair G.B. Stress singularities in classical elasticity - II: Asymptotic identification // Appl. Mech. Rev. -2004. -V. 57, N. 4. - P. 385-439.
Корепанова Т.О., Матвеенко В.П., Севодина Н.В. Численный анализ сингулярности напряжений в вершине конуса с негладкой боковой поверхностью // Вычисл. мех. сплош. сред. - 2010. - Т. 3, № 3. - С. 68-76.
Корепанова Т.О., Матвеенко В.П., Севодина Н.В. Численный анализ сингулярности напряжений в вершине пространственных пересекающихся трещин // Вычисл. мех. сплош. сред. - 2011. - Т. 4, № 3. - С. 68-73.
Чобанян К.С. Напряжения в составных упругих телах. - Ереван: АН Арм. ССР, 1987. - 338 с.
Борзенков С.М., Матвеенко В.П. Оптимизация упругих тел в окрестности особых точек // Изв. РАН. МТТ. - 1996. - № 2. - С. 93-100.
Matveyenko V.P., Borzenkov S.M. Semianalytical singular element and its application to stress calculation and optimization // Int. J. Numer. Meth. Eng. - 1996. - V. 39, N. 10. - P. 1659-1680. DOI
Xu L.R., Kuai H., Sengupta S. Dissimilar material joints with and without free-edge stress singularities: Part II. An integrated numerical analysis // Experimental mechanics. - 2004. - V. 44, N. 6. - P. 616-621. DOI
He D., Sawa T., Karami A. Stress analysis and strength evaluation of scarf adhesive joints with dissimilar adherends subjected to static tensile loadings // Int. J. Adhesion & Adhesives - 2009. - V. 3, N. 8. - P. 1033-1044 DOI
Борзенков С.М., Матвеенко В.П. Полуаналитические сингулярные элементы для плоских и пространственных задач теории упругости // Изв. РАН. МТТ. - 1995. - № 6. - С. 48-61.
Минакова С.Г. Анализ сингулярности напряжений в точке поверхности, где имеет место контакт разнородных упругих материалов, при некоторых углах раствора клиньев, образующих зону контакта // Напряжения и деформации в конструкциях и материалах. - Свердловск, 1985. - С. 69-72.
Аветисян А.Г. Исследование поведения напряжений около жестко защемленной вершины составного упругого клина // Изв. АН Арм. ССР. Сер. механика. - 1981. - Т. 34, № 3. - С. 3-12.
Дандерс Д. Действие касательных и нормальных нагрузок на прямоугольные упругие клинья, выполненные из разных материалов и сцепленные по граням // Труды амер. об-ва инж.-мех. Серия Е. - 1969. - № 3. - С. 283-285.
###
Sinclair G.B. Stress singularities in classical elasticity - I: Removal, interpretation, and analysis // Appl. Mech. Rev. - 2004. - V. 57, N. 4. - P. 251-297. DOI
Sinclair G.B. Stress singularities in classical elasticity - II: Asymptotic identification // Appl. Mech. Rev. -2004. -V. 57, N. 4. - P. 385-439.
Korepanova T.O., Matveenko V.P., Sevodina N.V. Cislennyj analiz singularnosti naprazenij v versine konusa s negladkoj bokovoj poverhnost’u // Vycisl. meh. splos. sred. - 2010. - T. 3, No 3. - S. 68-76.
Korepanova T.O., Matveenko V.P., Sevodina N.V. Cislennyj analiz singularnosti naprazenij v versine prostranstvennyh peresekausihsa tresin // Vycisl. meh. splos. sred. - 2011. - T. 4, No 3. - S. 68-73.
Cobanan K.S. Naprazenia v sostavnyh uprugih telah. - Erevan: AN Arm. SSR, 1987. - 338 s.
Borzenkov S.M., Matveenko V.P. Optimizacia uprugih tel v okrestnosti osobyh tocek // Izv. RAN. MTT. - 1996. - No 2. - S. 93-100.
Matveyenko V.P., Borzenkov S.M. Semianalytical singular element and its application to stress calculation and optimization // Int. J. Numer. Meth. Eng. - 1996. - V. 39, N. 10. - P. 1659-1680. DOI
Xu L.R., Kuai H., Sengupta S. Dissimilar material joints with and without free-edge stress singularities: Part II. An integrated numerical analysis // Experimental mechanics. - 2004. - V. 44, N. 6. - P. 616-621. DOI
He D., Sawa T., Karami A. Stress analysis and strength evaluation of scarf adhesive joints with dissimilar adherends subjected to static tensile loadings // Int. J. Adhesion & Adhesives - 2009. - V. 3, N. 8. - P. 1033-1044 DOI
Borzenkov S.M., Matveenko V.P. Poluanaliticeskie singularnye elementy dla ploskih i prostranstvennyh zadac teorii uprugosti // Izv. RAN. MTT. - 1995. - No 6. - S. 48-61.
Minakova S.G. Analiz singularnosti naprazenij v tocke poverhnosti, gde imeet mesto kontakt raznorodnyh uprugih materialov, pri nekotoryh uglah rastvora klin’ev, obrazuusih zonu kontakta // Naprazenia i deformacii v konstrukciah i materialah. - Sverdlovsk, 1985. - S. 69-72.
Avetisan A.G. Issledovanie povedenia naprazenij okolo zestko zasemlennoj versiny sostavnogo uprugogo klina // Izv. AN Arm. SSR. Ser. mehanika. - 1981. - T. 34, No 3. - S. 3-12.
Danders D. Dejstvie kasatel’nyh i normal’nyh nagruzok na pramougol’nye uprugie klin’a, vypolnennye iz raznyh materialov i sceplennye po granam // Trudy amer. ob-va inz.-meh. Seria E. - 1969. - No 3. - S. 283-285.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2011 Computational Continuum Mechanics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
