Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Математика. Механика. Информатика

ISSN 1816-9791 (Print)
ISSN 2541-9005 (Online)


Для цитирования:

Ватульян А. О., Узлов М. Н. О прикладной теории сжатия цилиндра // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2026. Т. 26, вып. 1. С. 46-55. DOI: 10.18500/1816-9791-2026-26-1-46-55, EDN: MCCEEH

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
02.03.2026
Полный текст:
(downloads: 46)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
539.3
EDN: 
MCCEEH

О прикладной теории сжатия цилиндра

Авторы: 
Ватульян Александр Ованесович, Институт математики, механики и компьютерных наук им. И. И. Воровича, Южный федеральный университет
Узлов Марк Николаевич, Институт математики, механики и компьютерных наук им. И. И. Воровича, Южный федеральный университет
Аннотация: 

В работе рассматривается задача о сжатии упругих цилиндрических образцов под действием торцевых нагрузок. Представлены способы построения приближенных моделей деформирования различного порядка для вытянутых образцов путём введения гипотез о представлении поля перемещений в виде разложения по радиальным полиномам различного порядка с неизвестными коэффициентами-функциями. Приближённые модели построены с помощью использования вариационного принципа Лагранжа. Сформирован упрощённый функционал энергии путём интегрирования по радиальной координате. С помощью вариационного принципа на базе метода Канторовича задача сведена к системе обыкновенных дифференциальных уравнений с соответствующими краевыми условиями, причём для однородных тел эти системы дифференциальных уравнений имеют постоянные коэффициенты, зависящие от коэффициента Пуассона. Построены решения для упрощённых моделей, показано наличие стержневых и погранслойных решений. Проведена верификация полученных моделей на основе МКЭ при постоянных и переменных значениях параметров Ляме, а также осуществлена серия вычислительных экспериментов, которая показала возможность использования предлагаемых моделей в случае вытянутых образцов, что позволяет оценить их точность и использовать при решении прикладных задач различного типа.

Благодарности: 
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 22-11-00265-П, https://rscf.ru/project/22-11-00265/) в Южном федеральном университете.
Список источников: 
  1. Filon L. N. G. On the elastic equilibrium of circular cylinders under certain practical systems of load // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character. 1902. Vol. 198. P. 147–233. DOI: https://doi.org/10.1098/rsta.1902.0005
  2. Джанелидзе Г. Ю., Прокопов В. К. Метод однородных решений в математической теории упругости // Труды IV Всесоюзного математического съезда. Ленинград : Наука, 1964. Т. 2. С. 551–557.
  3. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Н. Теория упругости. Москва : Наука, 1975. 576 c.
  4. Михлин С. Г. Вариационные методы в математической физике. Москва : Наука, 1970. 512 c.
  5. Канторович Л. В., Крылов В. И. Приближённые методы высшего анализа. Москва : ГИТТЛ, 1949. 696 с.
  6. Новацкий В. Теория упругости. Москва : Мир, 1975. 872 с.
  7. Морозов В. А. Методы регуляризации неустойчивых задач. Москва : Изд-во Московского ун-та, 1987. 216 с.
  8. Hyvönen N., Mustonen L. Generalized linearization techniques in electrical impedance tomography // Numerische Mathematik. 2018. Vol. 140, iss. 1. P. 95–120. DOI: https://doi.org/10.1007/s00211-018-0959-1
  9. Jin B., Maass P. An analysis of electrical impedance tomography with applications to Tikhonov regularization // ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations. 2012. Vol. 18, iss. 4. P. 1027–1048. DOI: https://doi.org/10.1051/cocv/2011193
  10. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. Москва : Наука, 1979. 288 с.
  11. Engl H. W., Hanke M., Neubauer A. Regularization of inverse problems. Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 1996. 321 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-009-1740-8
  12. Hansen P. C. Analysis of discrete ill-posed problems by means of the L-curve // SIAM Review. 1992. Vol. 34, iss. 4. P. 561–580. DOI: https://doi.org/10.1137/1034115
  13. Hansen P. C., O’Leary D. P. The use of the L-curve in the regularization of discrete ill-posed problems // SIAM Journal on Scientific Computing. 1993. Vol. 14, iss. 6. P. 1487–1503. DOI: https://doi.org/10.1137/0914086
  14. Hansen P. C. Discrete inverse problems: Insight and algorithms. Philadelphia : Society for Industrial and Applied Mathematics, 2010. 213 p. DOI: https://doi.org/10.1137/1.9780898718836
Поступила в редакцию: 
25.11.2025
Принята к публикации: 
18.12.2025
Опубликована: 
02.03.2026