Contact problem of a rigid indentor in second order elasticity theory

Summary A solution to the contact problem of a rigid indentor in an elastic half space is derived by employing the theory of second order elasticity. The formulae for the distribution of pressure under the punch, shape of the deformed surface, total load on the punch and the depth of penetration are given in the general terms. The results are illustrated by considering the indentation of the half space by a rigid sphere. Amongst other results it is found that for a compressible material the depth of penetration is larger and the total load is smaller as compared to their values in classical elasticity; for an incompressible material the effects observed are exactly reversed to those of the above.

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Résumé La solution du problème de contact d'un corps rigide arrondi s'appuyant sur un demi-espace élastique est dérivée en employant la théorie de l'élasticité du second ordre. Les formules pour la distribution de la pression sous le poinçon pour la configuration de la surface déformée, pour la charge totale sur le poincon et pour la profondeur de pénétration sont données en termes généraux. Les résultats sont illustrés en considérant la cavité due à la pénétration d'une sphère rigide dans le demi-espace. Parmi d'autres resultats on trouve que pour une matière compressible, la profondeur de penetration est plus grande et que la charge totale est plus petite par rapport aux valeurs obtenues à l'aide de la theorie classique de l'elasticite; par une matière incompressible les effets observés sont exactement inverses.