§ 86. Уравнение изгиба пластинки в полярных координатах
При изучении изгиба круглой пластинки выгодно использовать полярную систему координат
. В этой системе координат «а основании формул, выражающих зависимость между полярными и декартовыми координатами
гармонический оператор принимает вид
Следовательно, уравнение изгиба пластинки (11.11) в полярной системе координат запишется в виде
Если нагрузка
распределена симметрично относительно центра пластинки, то прогиб
будет зависеть только от полярного радиуса. В этом случае уравнение (11.22) примет вид
Обозначим действующие в сечениях с нормалями
изгибающие моменты соответственно через
а крутящий момент через
Эти моменты, как обычно, отнесены к единице длины.
Предположим, что ось
совпадает с полярным радиусом
тогда моменты
будут иметь те же самые значения, что и моменты
(рис. 54). Таким образом, в формулах (11.6), переходя с помощью (11.20) от декартовых координат к полярным и принимая
окончательно будем иметь
Аналогичным приемом из (11.10) получим формулы для поперечных сил
Если край круглой пластинки радиуса а защемлен, то
если свободно оперт, то
если свободен от нагрузки, то
Рис. 54
Общее решение уравнения (11.22)
где
какое-либо частное решение уравнения (11.22);
-общее решение однородного уравнения
Общее решение этого уравнения Клебшем дано в виде
Решение
не зависящее от угла
представляет симметричный изгиб круглой пластинки. Подставим это решение в уравнение (11.29), тогда
где
Общее решение этого уравнения при
таково:
при
при
Постоянные интегрирования
определяются из условий закрепления края пластинки.