Μελέτη της επίδρασης συγκεντρωμένου φορτίου στην επιφάνεια επίστρωσης σε παραμορφώσιμο υπόστρωμα.

Παπαντωνόπουλος, Γεώργιος; Papantonopoulos, George

dc.contributor.author	Παπαντωνόπουλος, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Papantonopoulos, George	en
dc.date.accessioned	2017-06-12T10:28:42Z
dc.date.available	2017-06-12T10:28:42Z
dc.date.issued	2017-06-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45031
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.6746
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Εφαρμοσμένη Μηχανική”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Μηχανική επαφών	el
dc.subject	Λεπτή επίστρωση	el
dc.subject	Συγκεντρωμένο φορτίο	el
dc.subject	Παραμορφώσιμο υπόστρωμα	el
dc.subject	Μετασχηματισμός Φουριέ	el
dc.subject	Contact mechanics	en
dc.subject	Thin coating	el
dc.subject	Concentrated load	el
dc.subject	Elastic substrate	el
dc.subject	Fourier transforms	el
dc.title	Μελέτη της επίδρασης συγκεντρωμένου φορτίου στην επιφάνεια επίστρωσης σε παραμορφώσιμο υπόστρωμα.	el
dc.title	On the effects of concentrated normal load acting on the surface of thin coating over elastic substrate.	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Μηχανική των επαφών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-03-01
heal.abstract	Στην εργασία αυτή μελετώνται προβλήματα μηχανικής επαφών που αφορούν την επίδραση συγκεντρωμένου κατακόρυφου φορτίου σε επιφάνεια ημιχώρου και σε συνθήκες επίπεδης παραμόρφωσης, με έμφαση στο σύστημα επίστρωσης – υποστρώματος. Συγκεκριμένα, ο κύριος στόχος είναι η χαρτογράφηση του πεδίου μετατοπίσεων και του εντατικού πεδίου για το πρόβλημα του συστήματος επίστρωσης – υποστρώματος. Η μελέτη διεξάγεται κάτω από το πλαίσιο της κλασσικής θεωρίας ελαστικότητας και των μικρών παραμορφώσεων. Πριν τον κύριο στόχο τίθενται και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δύο ενδιάμεσων στόχων: το κλασσικό πρόβλημα Flamant και το πρόβλημα της επίστρωσης επάνω σε άκαμπτο υπόστρωμα. Τα δύο ενδιάμεσα αυτά προβλήματα λειτουργούν ως εισαγωγή για την αντιμετώπιση του πιο σύνθετου προβλήματος και τα αποτελέσματα τους συγκρίνονται με αυτά του κύριου στόχου. Επίσης το πρόβλημα Flamant μελετήθηκε πειραματικά με τις οπτικές μεθόδους των καυστικών και της φωτοελαστικότητας. Για να επιτευχθούν οι στόχοι χρησιμοποιείται η μέθοδος των μετασχηματισμών Fourier, η οποία αναπτύχθηκε το 1951 από τον Ι.Ν. Sneddon, προκειμένου να επιλυθεί η διαρμονική διαφορική εξίσωση και να ανακτηθεί η τασική συνάρτηση Airy. Με χρήση της τασικής συνάρτησης υπολογίζονται τα διαγράμματα των μετατοπίσεων και των τάσεων στην επιφάνεια της επίστρωσης και στην διεπιφάνεια μεταξύ επίστρωσης – υποστρώματος καθώς και δημιουργούνται χάρτες μετατοπίσεων και ισοτασικών καμπύλων για όλη την περιοχή μελέτης. Τέλος, διερευνώνται μέσω των αποτελεσμάτων για το πρόβλημα του συστήματος επίστρωσης – υποστρώματος οι επιρροές των λόγων των μέτρων διάτμησης και των λόγων Poisson των δύο υλικών στις συμπεριφορές των εντατικών μεγεθών. Το γενικό συμπέρασμα που προκύπτει από την διερεύνηση είναι ότι οι διαφορές στο μέτρο διάτμησης μεταξύ των υλικών επηρεάζουν σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό την συμπεριφορά του συστήματος επίστρωσης – υπόβαθρου, από ότι οι διαφορές στους λόγους Poisson. Επίσης πρέπει να σημειωθεί η εμφάνιση εφελκυστικών ορθών τάσεων στην διεπιφάνεια στην περίπτωση που η επίστρωση είναι κατά πολύ σκληρότερη του υποστρώματος.	el
heal.abstract	In this work we studied three basic contact mechanics problems concerning the effect of concentrated normal load in half-space within plane strain conditions, with emphasis on the system of thin coating – elastic substrate. Specifically, the objective is to map the displacement and stress field and to assess the influence of their mechanical modules on their results. The study is conducted under the frame of the classical theory of elasticity and small deformations. Before the main objective of the thin coating - substrate system two intermediate objectives are set and presented: the classic Flamant problem and the problem of thin coating on top of a rigid substrate. These two intermediate problems serve as an introduction to the more complex problem and their results are compared with those of the main objective. In addition, the Flamant problem was studied experimentally with the optical methods of caustics and photoelasticity and the results are presented in this work for the sake of completeness. Results demonstrate convergence between theory and experiment, as expected. To achieve the objectives the method of Fourier transformation is used, which was developed in 1951 by I. Sneddon, in order to solve the biharmonic differential equation and recover the Airy stress-function. The stress function is used to calculate the displacements and the stress along the coating surface and of the interface between the coating and the substrate. Displacement and stress maps are also generated for the entire study area. Finally, the influence of the ratios of shear measures and Poisson ratios of the two materials is assessed concerning the displacement and stress fields for the problem of the coating system - substrate. Results show that the difference in Poisson ratios between the two materials does not affect much the distribution of stress, while the difference in shear moduli greatly influences stress fields, approaching the behavior in the two limiting cases of: coating on a rigid substrate and that of a simply supported beam. It should also be noted that when the coating is much harder than the substrate tensile stresses appear at the interface.	en
heal.advisorName	Ζήσης, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιάδης, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννακόπουλος, Αντώνιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	109 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true