Solution of the main boundary value problems of elasticity theory for an anisotropic cylinder with the participation of mass forces

Authors

  • Ivanychev D.A. Lipetsk State Technical University, Russian Federation ORCID iD 0000-0002-7736-9311
  • Balykin D.I. Lipetsk State Technical University, Russian Federation
  • Yezdakova D.V. Lipetsk State Technical University, Russian Federation
  • Bordyugova Yu.A. Lipetsk State Technical University, Russian Federation

UDC

539.3

EDN

BRYIVN

DOI:

10.31429/vestnik-22-4-14-23

Abstract

The paper proposes a mathematical model for determining the stress-strain state of transversely isotropic bodies of revolution under the conditions of a boundary value problem of elasticity theory with the simultaneous action of mass forces. The total state is not the sum of two states from the action of each factor, but the result of the combined mechanical action on the exterior and region of the body. The boundary state method is used to determine the elastic field. Methods for forming bases of internal and boundary states associated with isomorphism are developed, and defining relations are formulated. The first and second main problems of elasticity theory for a circular cylinder made of rock are solved. An analysis of the convergence of solutions is carried out. The results are presented in analytical and graphical form.

Keywords:

mass forces, boundary state method, boundary value problems, axisymmetric problems

Authors info

  • Dmitry A. Ivanychev

    канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры общей механики Липецкого государственного технического университета

  • Daniil I. Balykin

    аспирант кафедры общей механики Липецкого государственного технического университета

  • Diana V. Yezdakova

    аспирант кафедры общей механики Липецкого государственного технического университета

  • Yuliya A. Bordyugova

    аспирант кафедры общей механики Липецкого государственного технического университета

References

  1. Кузьменко, Н.В., Левина, Л.В., Обратный метод эффективного анализа состояния упругого тела от массовых сил из класса непрерывных. Сборник докладов ХI Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики. Казань, 2015, с. 2276–2278. [Kuzmenko, N.V., Levina, L.V., Inverse method of effective analysis of the state of an elastic body from mass forces from the class of continuous ones. Sbornik dokladov KhI Vserossiyskogo s"ezda po fundamental'nym problemam teoreticheskoy i prikladnoy mekhaniki. Kazan' = Proc. of XI All-Russian Congress on Fundamental Problems of Theoretical and Applied Mechanics. Kazan, 2015, pp. 2276–2278 (in Russian)]
  2. Пеньков, В.Б., Левина, Л.В., Кузьменко, Н.В., Анализ напряженно-деформированного состояния массива, ослабленного взаимодействующими подземными хранилищами газа. Успехи современного естествознания, 2017, № 9, с. 95–101. [Penkov, V.B., Levina, L.V., Kuzmenko, N.V., Analysis of the stress-strain state of a massif weakened by interacting underground gas storage facilities. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya = Advances in Modern Natural Science, 2017, no. 9, pp. 95–101 (in Russian)]
  3. Kuzmenko, V.I., Kuzmenko, N.V., Levina, L.V., A way to solve the problems of isotropic elasticity theory with voluminous forces in a polynomyal view. Applied Mathematics and Mechanics. 2019, vol. 83, no. 1, pp. 84–94, DOI: 10.3103/S0025654419050108
  4. Penkov, V.B., Ivanychev, D.A., Novikova, O.S., Levinа L.V., An algorithm for full parametric solution of problems on the statics of orthotropic plates by the method of boundary states with perturbations. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, 2018, vol. 973, no. 012015. DOI: 10.1088/17426596/973/1/012015
  5. Иванычев, Д.А., Метод граничных состояний при решении смешанной задачи теории анизотропной упругости с массовыми силами. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 2021, № 71, с. 63–77. [Ivanychev, D.A., Method of boundary states in solving a mixed problem of the theory of anisotropic elasticity with mass forces. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika = Bull. of Tomsk State University. Mathematics and mechanics, 2021, no. 71, pp. 63–137 (in Russian)] DOI: 10.17223/19988621/71/6
  6. Иванычев, Д.А., Решение контактной задачи теории упругости для анизотропных тел вращения с массовыми силами. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, 2019, № 2, с. 49–62. [Ivanychev, D.A., The contact problem Solution of the elasticity theory for anisotropic rotation bodies with mass forces. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Mekhanika = Bull. of Perm National Research Polytechnic University. Mechanics. 2019, no. 2, pp. 49–62 (in Russian)] DOI: 10.15593/perm.mech/2019.2.05
  7. Иванычев, Д.А., Метод граничных состояний в решении второй основной задачи теории анизотропной упругости с массовыми силами. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 2019, № 61, с. 45–60. [Ivanychev, D.A., Method of boundary states in solving the second main problem of the theory of anisotropic elasticity with mass forces. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika = Bull. of Tomsk State University. Mathematics and mechanics, 2019, no. 61, pp. 45–60 (in Russian)] DOI: 10.17223/19988621/61/5
  8. Пеньков, В.Б., Пеньков, В.В., Метод граничных состояний для решения задач линейной механики. Дальневосточный математический журнал, 2001, т. 2, № 2, с. 115–137. [Penkov, V.B., Penkov, V.V., The boundary state method for solving linear mechanics problems. Dal`nevostochny` jmatematicheskij zhurnal = Far Eastern Mathematical Journal, 2001, vol. 2, no. 2, pp. 115–137 (in Russian)]
  9. Лехницкий, С.Г., Теория упругости анизотропного тела. Москва, Наука, 1977. [Lexniczkij, S.G., Teoriya uprugosti anizotropnogo tela = Theory of elasticity of anisotropic body, Moscow, Nauka, 1977. (in Russian)]
  10. Саталкина, Л.В., Наращивание базиса пространства состояний при жестких ограничениях к энергоемкости вычислений. Сборник тезисов докладов научной конференции студентов и аспирантов Липецкого государственного технического университета. Липецк, ЛГТУ. 2007, с. 30–131. [Satalkina, L.V., Building up the basis of the state space with hard constraints on the energy intensity of computations. Sbornik tezisov dokladov nauchnoj konferencii studentov i aspirant Lipeczkogo gosudarstvennogo texnicheskogo universiteta = Coll. of abstracts from the scientific conf. of students and postgraduates of Lipetsk State Technical University. Lipeczk, LGTU, 2007, pp 130–131. (in Russian)]
  11. Александров, А.Я., Соловьев, Ю.И., Пространственные задачи теории упругости (применение методов теории функций комплексного переменного). Москва, Наука, 1978. [Aleksandrov, A.Ya., Solov`ev,Yu.I., Prostranstvennye zadachi teorii uprugosti (primenenie metodov teorii funktsiy kompleksnogo peremennogo) = Spatial problems of the theory of elasticity (application of methods of the theory of functions of a complex variable), Moscow, Nauka, 1978. (in Russian)]
  12. Левина, Л.В., Новикова, О.С., Пеньков, В.Б., Полнопараметрическое решение задачи теории упругости односвязного ограниченного тела. Вестник ЛГТУ, 2016, № 2, с. 16–24. [Levina, L.V., Novikova, O.S., Penkov, V.B., Full-parameter solution of the problem of the theory of elasticity of a simply connected bounded body. Vestnik LGTU = Bulletin of Lipetsk State Technical University, 2016, no. 2, pp. 16–24. (in Russian)]
  13. Лурье, А.И., Пространственные задачи теории упругости. Москва, Госиздат технико-теоретической литературы, 1955. [Lur'ye, A.I., Prostranstvennye zadachi teorii uprugosti = Spatial problems of the theory of elasticity. Moscow, Gosizdat tekhniko-teoreticheskoy literatury, 1955 (in Russian)]

Downloads

Download data is not yet available.

Issue

Pages

14-23

Section

Mechanics

Dates

Submitted

September 5, 2025

Accepted

November 14, 2025

Published

December 2, 2025

How to Cite

[1]
Ivanychev, D.A., Balykin, D.I., Yezdakova, D.V., Bordyugova, Y.A., Solution of the main boundary value problems of elasticity theory for an anisotropic cylinder with the participation of mass forces. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2025, т. 22, № 4, pp. 14–23. DOI: 10.31429/vestnik-22-4-14-23

Similar Articles

1-10 of 521

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)