Главная > Теория упругости анизотропного тела
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 20. Общие выражения для функций напряжений в однородном прямолинейно-анизотропном теле

Общее решение системы уравнений (19.2) можно записать в виде

Здесь общее решение однородной системы

a — какое-нибудь частное решение неоднородной системы (19.2). Частное решение зависит от правых частей неоднородных уравнений и если эти правые части несложны, например, составлены из элементарных функций, то и частные решения обычно отыскать нетрудно.

Чтобы получить общее решение однородной системы, исключим из нее какую-нибудь функцию, например, Тогда получим для оставшейся функции уравнение шестого порядка

Такое же уравнение получим и для другой функции. Оператор шестого порядка можно разложить на шесть линейных операторов первого порядка и уравнение (20.3) представится в виде

Здесь

корни алгебраического (характеристического) уравнения шестой степени, соответствующего дифференциальному (20.3):

где обозначено:

Интегрирование линейного уравнения шестого порядка можно свести к последовательному интегрированию шести уравнений первого порядка. Предположим, что

среди корней кратных. Обозначим:

Функция удовлетворяет уравнению

общий интеграл его равен произвольной функции аргумента которую для удобства мы обозначим как производную пятого порядка некоторой функции

Функция удовлетворяет неоднородному уравнению

которое легко интегрируется. В результате получается

Так последовательно из (20.8) мы определим и наконец Изменив обозначения произвольных функций, получим общие выражения для

Функции и удовлетворяют не только уравнению (20.3), но, кроме того, и системе уравнений (20.2). Отсюда следует, что между ними должна быть связь, которая легко устанавливается совершенно элементарным путем. В результате получаем

Здесь произвольные постоянные; штрихом обозначена производная по всему аргументу

Этот способ решения не годится, очевидно, если среди корней есть равные. Но и в этом случае отыскание не представляет большого труда и мы на этом вопросе останавливаться не будем.

Общее выражение для функции напряжений может быть получено и несколько иначе. Будем искать частное решение уравнения (20.3) в виде

Подставляя в (20.3) и сокращая на (ибо уравнение содержит производные только шестого порядка), получим алгебраическое уравнение шестой степени относительно имеющее шесть корней. Если среди корней нет кратных, то общее выражение для мы получим в виде суммы шести функций . В случае наличия кратных корней задача немного усложняется, но и при корнях любой кратности решение легко может быть найдено.

Далее остановимся на четырех теоремах, весьма важных для всей теории равновесия тела, ограниченного цилиндрической поверхностью ([56], стр. 351—353 и [20], § 19). При доказательстве мы исходим из двух основных положений: 1) любые шесть вещественных чисел можно принять за значения составляющих напряжений в данной точке упругого анизотропного тела; 2) потенциальная энергия деформации V, отнесенная к единице объема, есть величина положительная при любых значениях составляющих напряжений (вещественных и не равных нулю одновременно).

Теорема 1. Уравнение не может иметь вещественных корней.

Однородное тело с анизотропией общего вида испытывает заведомо упругие деформации и находится в устойчивом равновесии, если все составляющие напряжений не превосходят по абсолютной величине некоторого числа 8 0.

Зададим в данной точке напряжения:

где к и вещественные числа; тогда в этой точке

Придавая к всевозможные вещественные значения, будем всякий раз подбирать так, чтобы все составляющие напряжений по абсолютной величине были меньше 8. При всяких значениях напряжений, заданных указанным образом, а отсюда при вещественных к; следовательно, уравнение не имеет вещественных корней.

Теорема 2. Уравнение не может иметь вещественных корней.

Доказательство проводится аналогичным путем. Задавая значения напряжений:

имеем

а следовательно, при всех вещественных к.

Теорема 3. Уравнение не может иметь вещественных корней.

Чтобы доказать эту теорему, зададим напряжения в точке таким образом:

где величина конечная, в частности, нуль.

Получим выражение упругого потенциала в точке:

что и доказывает теорему.

Теорема 4. Уравнение

не может иметь вещественных корней.

Доказывается так же, как теорема 1, только в данном случае нужно положить

Для уточнения заметим, что при доказательстве всех четырех теорем мы заранее исключаем из рассмотрения такие случаи, когда свободные члены уравнений равны нулю. Это — особые случаи, которые, впрочем, для нас большого интереса не представляют.

Совершенно очевидно, что если или постоянное слагаемое более сложного уравнения будут равны нулю, то соответствующие теоремы теряют силу, так как один корень уравнения непременно будет вещественным — равным нулю. Но тогда каждое из уравнений становится уравнением нечетной степени и, следовательно, имеет еще по крайней мере один вещественный корень, а всего не менее двух.

Уравнения

и соответствующие (20.22), левые части которых построены так же, как левые части рассмотренных уравнений, только с заменой коэффициентов модулями А и, также не могут, за исключением особых случаев, иметь вещественных корней. Это утверждение не нуждается в доказательстве, а непосредственно вытекает из уравнений обобщенного закона Гука, согласно которому однозначно выражаются через и наоборот.

На основании теоремы 3 мы можем утверждать, что числа всегда комплексные или чисто мнимые, причем три из нихявляются сопряженными с тремя другими. Мы будем называть комплексными параметрами

данной проблемы и обозначать таким образом:

(здесь условимся всегда считать положительными). Далее введем обозначения и названия:

усложненные или обобщенные комплексные переменные ;

сопряженные усложненные или обобщенные комплексные переменные;

Будем обозначать, как обычно, символом вещественную часть комплексного выражения. Мы можем записать общие выражения для функций напряжений, куда войдут вещественные части трех функций усложненных комплексных переменных:

(штрихом обозначены производные первого порядка по

1
Оглавление
email@scask.ru