An integral equation formulation of three dimensional anisotropic elastostatic boundary value problems

Abstract

An approximate solution capability is developed to handle three dimensional anisotropic elastostatic boundary value problems. The method depends crucially on the existence and explicit definition of a fundamental solution to the governing partial differential equations. The construction of this solution for the anisotropic elastostatic problem is presented as is the derivation of the expression for the surface tractions necessary to maintain the fundamental solution in a bounded region. After the fundamental solution and its associated surface tractions are determined, a real variable boundary integral formula is generated which can be solved numerically for the unknown surface tractions and displacements in a well-posed boundary value problem. Once all boundary quantities are known, the field solution is given by a Somigliana type integral formula. Techniques for numerically solving the integral equations are discussed.

Zusammenfassung

Es wird eine Näherungslösung entwickelt die es dreidimensionale anisotrope elastostatische Randwertprobleme zu lösen. Die Methode hängt entscheidend vom Vorhandensein und expliziten Bestimmung einer Grundlösung der zugeehörigen partiellen Differentialgleichungen. Die Êntwicklung dieser Lösung fur den Fall eines anisotropen elastostatischen Problems wird gegeben wie auch die Ableitung einer Formel fur Oberflächenspannung die erforderlich ist, um die Gultigkeit der Grundlösung im Randgebiet fortbestehen zu lassen. Nachdem die Grundlösung und die mit ihr verbundenen Oberflächenspannungen gefunden worden sind, wird eine Randwertformel in Integralform fur reelle Variablen entwickelt, die numerisch fur unbekannte Oberflächenspannungen und Verschiebungen jedoch mit gut definierten Randwerten gelöst werden kann. Nachdem alle Randwerte bekannt sind ist die Feldlösung durch eine Integralformel vom Typ Somigliana gegeben. Verfahren zur numerischen Lösung der Integralgleichungen werden erörtert.