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

§ 46. Осесимметричное распределение напряжений в круговом цилиндре с упругими характеристиками, меняющимися вдоль радиуса и по длине

До сих пор, рассматривая упругое равновесие полого кругового цилиндра, мы предполагали, что упругие характеристики неоднородного цилиндра (коэффициенты деформации) зависели только от одной переменной Задачи усложняются, если коэффициенты деформации зависят не только от но и от z, отсчитываемой параллельно образующей [72].

Пусть имеется упругий неоднородный круговой полый цилиндр конечной длины нагруженный по цилиндрическим поверхностям равномерно распределенными усилиями на единицу площади, а по торцам — усилиями, приводящимися к силам направленным по геометрической оси. В общем случае мы будем считать тело обладающим цилиндрической анизотропией и ортотропным, причем ось анизотропии будем считать направленной по геометрической оси.

Рис. 75.

Направления осей координат и усилий показаны на рис. 75.

Мы не будем решать задачу во всей ее широте и разрабатывать общую теорию, которая отвечала бы на вопросы: даны упругие характеристики, как заданные функции координат и внешние усилия; требуется в каждом данном случае определить напряжения. Взамен этой мы рассмотрим только обратную задачу: установить, как должны меняться упругие характеристики в зависимости от чтобы качественная картина распределения напряжений была такой же, как в однородном цилиндре функции только ) и найти эти напряжения. Ограничимся только частным случаем: будем считать, что все коэффициенты деформации являются произведениями функций только переменной на функцию только переменной z, одинаковую для всех коэффициентов:

Уравнения обобщенного закона Гука будут иметь такой вид:

Так как напряжения зависят только от (как в задаче Ляме и задаче о растяжении силой), то из первых трех уравнений следует

Уравнения (46.2) принимают вид по сокращении на

Четвертому уравнению (46.4) можно удовлетворить, только положив:

произвольное вещественное или чисто мнимое число. Значению соответствует однородное тело. Комплексным а быть не может, так как в этом случае перемещение получится комплексным, а кроме того, множитель всегда вещественная величина (если вещественные). Постоянная выражающая «жесткие» смещения вдоль оси, может быть какой угодно, если торцы не закреплены.

Дифференцируя (46.5) по z и интегрируя получившееся элементарное уравнение второго порядка, мы получим:

1) при вещественном а

2) при чисто мнимом

Здесь вещественные постоянные, которые, нако, совершенно произвольными быть не могут, так как на накладываются некоторые ограничения.

В рассматриваемом случае лучше оперировать с уравнениями обобщенного закона Гука, решенными относительно составляющих напряжений, а не наоборот; тогда все напряжения будут выражены через одну функцию для которой из уравнения равновесия сплошной среды получится уравнение третьего порядка. В самом деле, решая (46.4) относительно и выражая (из через получим:

коэффициенты, обратные которые мы получим, решая уравнения (46.4) относительно от).

Подставляя (46.12) в уравнение

получим уравнение, которому должно удовлетворять

Три произвольные постоянные, входящие в состав общего интеграла этого уравнения, полностью определятся

из условий на цилиндрических поверхностях и на торцах и тогда задача будет решена до конца. Однако, за неимением места, мы не будем исследовать ортотропного тела с произвольной ортотропией, а ограничимся лишь примером, когда неоднородное тело изотропно, причем модуль Юнга его зависит только от одной переменной z, а коэффициент Пуассона есть величина постоянная.

При вещественном а

при чисто мнимом

В этом случае связь между составляющими напряжений и осевыми перемещениями (46.12) и уравнение для перемещений (46.14) принимают следующий вид:

Здесь введены обозначения: постоянные, связанные с коэффициентом Пуассона зависимостями

Общий интеграл уравнения (46.18) выражается при а вещественном через модифицированные функции Бесселя и Ганкеля первого порядка:

При чисто мнимом будем вместо (46.20) иметь

где — функция Бесселя, функция Неймана.

По функции определим напряжения и перемещения. Три постоянные, которые войдут в выражения для перемещений, найдем из условий на боковой поверхности (точных) и на торцах (приближенных). Этими замечаниями мы в общем случае и ограничимся. Отметим только, что плоская деформация в цилиндре с модулем, меняющимся по длине, под действием усилий оказывается невозможной.

В самом деле, положив получим из а следовательно, из уравнений обобщенного закона Гука Допустив, что (при Z, не равной постоянной величине), получим противоречивый результат.

1
Оглавление
email@scask.ru