Solutions of elastic medium with surface stress effects

Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2012

Saved in:

Bibliographic Details
Main Author:	Pong-In Intarit
Other Authors:	Teerapong Senjuntichai
Format:	Theses and Dissertations
Language:	English
Published:	Chulalongkorn University 2013
Subjects:	Nanostructured materials > Elastic properties Strains and stresses วัสดุโครงสร้างนาโน > คุณสมบัติความยืดหยุ่น ความเครียดและความเค้น
Online Access:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/36420 http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.821
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Institution:	Chulalongkorn University
Language:	English

id	th-cuir.36420
record_format	dspace
spelling	th-cuir.364202019-09-17T04:16:21Z Solutions of elastic medium with surface stress effects ผลเฉลยของตัวกลางยืดหยุ่นที่มีผลกระทบจากหน่วยแรงที่ผิว Pong-In Intarit Teerapong Senjuntichai Jaroon Rungamornrat Chulalongkorn University. Faculty of Engineering Nanostructured materials -- Elastic properties Strains and stresses วัสดุโครงสร้างนาโน -- คุณสมบัติความยืดหยุ่น ความเครียดและความเค้น Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2012 This dissertation presents a theoretical study of an isotropic elastic material with the consideration of surface stress effects by adopting complete Gurtin-Murdoch continuum theory of elastic material surfaces. The fundamental solutions of an isotropic elastic layer under different loading cases, and an elastic medium with dislocations and crack are presented. Fourier and Hankel integral transforms are used to solve appropriate boundary value problems involving non-classical boundary conditions associated with the surface stresses. The analytical solutions are expressed in terms of semi-infinite integrals that can be accurately computed by employing numerical quadrature scheme. Selected numerical results are presented to portray the influence of surface stresses on the bulk elastic field. It is found that surface stresses show a significant influence on elastic fields of an isotropic elastic material especially in the vicinity of the surface. In contrast to classical elasticity, extensive parametric studies observed in numerical results indicate that the response of the bulk material becomes size-dependent with the consideration of surface stresses. Numerical results presented in this study confirm the fact that the influence of surface stresses is significant in the analysis of problems involving nanoscale systems and soft elastic materials where the surface energy effects are not negligible. The fundamental solutions presented in this study can be used in the development of boundary integral equation and other methods to analyze complicated boundary value problems associated with nanoscale structures and soft elastic solids. วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการศึกษาผลกระทบจากหน่วยแรงที่ผิวต่อพฤติกรรมเชิงกลของวัสดุยืดหยุ่นโดยใช้สมการของเกอร์ตินและเมอร์ดอครูปแบบสมบูรณ์ในการจำลองพฤติกรรมของหน่วยแรงที่ผิว ในการศึกษานี้ได้นำเสนอผลเฉลยมูลฐานของวัสดุชั้นยืดหยุ่นภายใต้แรงกระทำต่างๆ และผลเฉลยของปัญหาที่มีความไม่ต่อเนื่องของการเคลื่อนที่และรอยแตกร้าวเกิดขึ้นในตัวกลางยืดหยุ่นโดยใช้วิธีการแปลงฟูเรียร์และการแปลงแฮงเคลในการแก้ปัญหาค่าขอบเขตที่เกี่ยวข้องเมื่อพิจารณาผลกระทบจากหน่วยแรงที่ผิว ผลเฉลยเชิงวิเคราะห์ของปัญหามูลฐานต่างๆสามารถแสดงอยู่ในรูปของปริพันธ์กึ่งอนันต์และสามารถคำนวณหาคำตอบที่ถูกต้องแม่นยำโดยการใช้ระเบียบวิธีเชิงตัวเลขที่เหมาะสม ผลเฉลยเชิงตัวเลขได้ถูกนำเสนอเพื่อแสดงถึงอิทธิผลของหน่วยแรงที่ผิวที่มีผลต่อคำตอบของสนามยืดหยุ่น และพบว่าหน่วยแรงที่ผิวมีอิทธิพลต่อสนามยืดหยุ่นของชั้นวัสดุยืดหยุ่นอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะบริเวณใกล้เคียงพื้นผิว นอกจากนี้หน่วยแรงที่ผิวจะส่งผลให้พฤติกรรมของวัสดุขึ้นอยู่กับขนาดของวัสดุซึ่งตรงข้ามกับผลเฉลยในปัญหาดั้งเดิม จากการศึกษาในครั้งนี้สามารถสรุปได้ว่าหน่วยแรงที่ผิวมีอิทธิพลสำคัญต่อพฤติกรรมเชิงกลของวัสดุในระดับนาโนและวัสดุยืดหยุ่นอ่อน โดยผลเฉลยมูลฐานที่เสนอในการศึกษานี้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาระเบียบวิธีเชิงตัวเลขเพื่อใช้วิเคราะห์ปัญหาค่าขอบเขตที่มีความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างระดับนาโนและวัสดุยืดหยุ่นอ่อนได้ 2013-10-28T02:46:20Z 2013-10-28T02:46:20Z 2012 Thesis http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/36420 10.14457/CU.the.2012.821 en http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.821 Chulalongkorn University application/pdf Chulalongkorn University
institution	Chulalongkorn University
building	Chulalongkorn University Library
continent	Asia
country	Thailand Thailand
content_provider	Chulalongkorn University Library
collection	Chulalongkorn University Intellectual Repository
language	English
topic	Nanostructured materials -- Elastic properties Strains and stresses วัสดุโครงสร้างนาโน -- คุณสมบัติความยืดหยุ่น ความเครียดและความเค้น
spellingShingle	Nanostructured materials -- Elastic properties Strains and stresses วัสดุโครงสร้างนาโน -- คุณสมบัติความยืดหยุ่น ความเครียดและความเค้น Pong-In Intarit Solutions of elastic medium with surface stress effects
description	Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2012
author2	Teerapong Senjuntichai
author_facet	Teerapong Senjuntichai Pong-In Intarit
format	Theses and Dissertations
author	Pong-In Intarit
author_sort	Pong-In Intarit
title	Solutions of elastic medium with surface stress effects
title_short	Solutions of elastic medium with surface stress effects
title_full	Solutions of elastic medium with surface stress effects
title_fullStr	Solutions of elastic medium with surface stress effects
title_full_unstemmed	Solutions of elastic medium with surface stress effects
title_sort	solutions of elastic medium with surface stress effects
publisher	Chulalongkorn University
publishDate	2013
url	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/36420 http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.821
_version_	1724629864167768064

Solutions of elastic medium with surface stress effects

Similar Items