2. Сосредоточенная сила, приложенная на границе полуплоскости.
Рассмотрим полуплоскость
, на границу которой в начале координат, действует сосредоточенная сила К в направлении оси у. Определим прежде всего значения и
вдоль оси х (т. е. на границе области), начиная интегрирование от точки
Мы имеем формулы (10):
где
суммы горизонтальных и вертикальных компонентов сил, приложенных к границе между точкой
и рассматриваемой точкой. Следовательно:
Для нахождения решения заметим, что если и
суть потенциальные, функции двух переменных
то функция
удовлетворяет уравнению
При
имеем:
Следовательно, значение на границе (оси
) функции
совпадает со значением на границе функции
Потенциальная функция, принимающая на границе значения того же характера, что и
т. е. линейная (на оси
) справа и слева от начала и имеющая производную (по х), которая изменяется скачком при переходе через начало координат, дается нам мнимою частью комплексной функций
где
обычные полярные координаты. Если положить:
то вышёнанисанное граничное условие будет выполнено. Далее, так как вдоль всей оси должно быть
то
Мы получаем, следовательно:
или, окончательно:
Отбрасывая несущественные для напряжений члены
мы получаем просто:
Дифференцируя это выражение, мы получаем напряжения:
Исходя из этого решения, можем найти функцию напряжений для случая, когда вдоль оси х распределены произвольные нормальные силы следующим путем. Если в точке I действует сила; равная 1, то соответствующая функция напряжений:
Если же на элемент
действует сила
то соответствующая функция напряжений:
Если теперь по оси х приложены силы на единицу длины, то соответствующие функции напряжений суммируются. Интегрируя, мы таким образом получаем функцию напряжений в виде: