On the automation of the analysis of non-one-dimensional problems of the nonlinear elasticity theory

Authors

  • Zherebko A.I. Southern Federal University, Rostov-on-Don, Российская Федерация
  • Karyakin M.I. Southern Federal University, Rostov-on-Don, Российская Федерация
  • Obrezkov L.P. Southern Federal University, Rostov-on-Don, Российская Федерация

UDC

539.3

Abstract

Within the framework of computer algebra system Maple an interactive program shell for analysis of nonlinear elastic problems has been developed. The set of algorithms of automatic generation of boundary-value problems of equilibrium, both in Cartesian as well as in othogonal curvilinear co-ordinate systems, was implemented. The integration of numerical tools embedded in the Maple system with resourses of the finite-element modeling environment FlexPDE was realized to perform the numerical analysis of nonlinear partial differential equations. Some model problems demonsrtating main abilities of the program shell to solve direct and inverse problems of nonlinear elasticity are presented.

Keywords:

nonlinear elasticity, finite elements method, computer algebra, direct and inverse problems

Acknowledgement

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (соглашение 14.А18.21.0389).

Author Infos

Artem I. Zherebko

аспирант кафедры теории упругости Южного федерального университета

Mikhail I. Karyakin

канд. физ.-мат. наук, декан факультета математики, механики и компьютерных наук Южного федерального университета

e-mail: m.karyakin@gmail.com

Leonid P. Obrezkov

аспирант кафедры теории упругости Южного федерального университета

References

  1. Maurel W., Wu Y., Thalmann N. M., Thalmann D. Biomechanical Models for Soft Tissue Simulation. Berlin, Springer-Verlag. 2003. 173 p.
  2. Miller K., Chinzei K., Orssengo G., Bednarz P. Mechanical properties of brain tissue in-vivo: experiment and computer simulation // J. of Biomechanics. 2000. Vol. 33, Is. 11. P. 1369-1376.
  3. Hing J.T., Brooks A.D., Desai J.P. Reality-based needle insertion simulation for haptic feedback in prostate brachytherapy // Proc. of IEEE int. conf. on robotics and automation. May 15-19, 2006. Orlando, Florida, USA. P. 619-624
  4. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. М.: Наука, 1980. 512 с.
  5. Gavrilyachenko T. M., Karyakin M. I., Sukhov D.Yu. Designing of the interface for nonlinear boundary value problem solver using Maple // Proc. of the Int. Conf. on Computational Sciences and its Applications (ICCSA 2008). IEEE Computer Society, Los Alamitos - Washington - Tokyo. p. 284-291.
  6. Карякин  М.И., Сухов  Д.Ю., Шубчинская  Н.Ю. Об особенностях чистого изгиба упругой панели при больших деформациях // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2012. №4. С. 69-75.
  7. Федоров И.В., Сигал Е.И., Славин Л.Е. Эндоскопическая хирургия. М.: ГЭОТАР Медиа, 2009. 544 с.
  8. Аладьев В.З., Бойко В.К., Ровба Е.А. Программирование и разработка приложений в Maple. Гродно: ГрГУ, 2007. 458 с.
  9. Backstrom G. Fields of Physics by Finite Element Analysis // FlexPDE: finite element model builder for Partial Differential Equations. [Электронный ресурс]. http://www.pdesolutions.com/cgi-bin/getbook50
  10. Карякин М.И. Об особенностях растяжения нелинейно-упругих образцов // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2007. №4. С. 43-48.

Issue

Pages

54-59

Submitted

2013-10-12

Published

2013-12-30

How to Cite

Zherebko A.I., Karyakin M.I., Obrezkov L.P. On the automation of the analysis of non-one-dimensional problems of the nonlinear elasticity theory. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2013, no. 4, pp. 54-59. (In Russian)