1697
.pdfy |
|
e |
|
|
e |
|
|
|
i |
|
1 |
|
. |
||
y |
|
|
|
||||
|
|
y |
|||||
|
|
i |
|
|
|
i |
(5.49)
Функция пластичности на участке упрочнения fe имеет вид
y |
|
i |
|
|
i |
|
|
|
i |
|
1 |
|
. |
||
y |
|
|
|
||||
|
|
y |
|||||
|
|
i |
|
|
|
i |
(5.50)
В выражениях (5.49) и (5.50) напряжения соответственно определяются выражениями
|
|
|
|
iy |
E i; |
|
|
|
||
|
|
|
|
e |
E e; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
i |
|
e |
ed E |
e |
E |
1 |
0 |
. |
|
|
|
|
|
1 |
i |
|
(5.51)
Всоответствии с гипотезой плоских сечений, иллюстрируемой на рис.
5.9эпюрой напряжений, можно записать следующие соотношения:
e |
|
c |
i0 |
|
c0 |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
. |
i |
|
i |
z |
||||
|
z |
|
|
(5.52)
Рис. 5.9
121
Для различных участков диаграммы напряжений, представленной на рис. 5.8, функции пластичности имеют следующий вид:
на участке площадки текучести при c z c0
|
1 |
e |
|
1 |
c |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
1 |
|
|
i |
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.53) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
на участке упрочнения при c0 |
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
E |
i |
i0 |
1 |
c |
E |
|
c |
0 |
|
||
|
2 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
1 |
|
; |
||||||||||
|
|
E |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
z |
E |
z |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.54) |
для точек в конце площадки текучести при z=c0
0 1 с ;
с0
(5.55)
на поверхности пластины при z = h
2
|
|
2c |
|
E |
|
2c |
0 |
|
|
I |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
. |
||
h |
E |
h |
|||||||
|
|
|
|
|
(5.56)
Для частного случая, если материал пластины линейно упрочняется, но не имеет площадки текучести (пунктирная линия ga на рис. 5.8), то в выражениях (5.53) – (5.56) нужно принять с = с0.
Вслучае полного отсутствия упрочнения материала
(жесткопластический материал) действительно Е1 0.
Е
С учетом изложенного получено выражение для определения изгибающего момента Мх0 для части эпюры (см. рис. 5.9) agfe:
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 0 |
02 |
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
||||
М |
2 |
02 |
|
с с |
|
|
|
х |
|
х |
|
|
|
c |
|
|
c |
|
|
|
|||||||
х |
|
0 |
|
0 |
|
02 |
|
|
0 |
0 |
|||||||||||||||||
|
|
х |
|
|
х |
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
х |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x02 c0 |
c |
|
|
|
|
c0 |
c c . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.57)
122
Для определения напряжений х0 и х02, выраженных через упругие ху и пластические х , с напряжения, получены выражения
х0 ху х ; |
х02 ху |
с0 |
с . |
|
0,5h |
||||
|
|
|
(5.58)
Выражения напряжений через функции пластичности принимают вид
х ху I ;x c x02 1 0 .
(5.59)
Подставляя (5.59) в выражение (5.57), после арифметических преобразований получим
М 0 |
|
1 h2 |
y |
|
|
|
2c |
0 |
|
|
|
c |
0 |
|
|
|
|
|
c |
0 |
|
|
2c |
2c |
|
|
|
2c |
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
I |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
.(5.60) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
х |
3 2 |
x |
|
|
h |
|
h |
|
|
|
h |
h |
|
h |
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мху |
|||
В |
последнее |
выражение |
вместо |
х |
|
подставим отношение |
|
|
|
|
|
и |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
||
функции |
пластичности |
|
0 |
и 1. В итоге получим формулу для |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
определения коэффициента пластичности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
0 |
|
|
|
|
|
2с 2 |
|
|
|
|
c |
|
E |
|
|
2c |
0 |
|
2 |
|
|
c |
0 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Мху |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
h |
|
E |
|
h |
|
|
|
h |
(5.61)
При отсутствии на диаграмме напряжений площадки текучести, т.е. при с0 с, выражение (5.61) принимает вид
|
2c 2 |
|
c |
E |
|
||
1 |
|
|
1 |
|
1 |
1 |
. |
|
|
E |
|||||
|
h |
|
h |
|
(5.62)
Как показано в примерах настоящего пособия, при нагружении жесткозащемленной пластины равномерно распределенной нагрузкой впервые развитие пластических деформаций начинается в краевых точках, расположенных в срединах каждой грани.
123
Рассмотрен изгиб пластины, материал которой соответствует диаграмме напряжений с линейным упрочнением, для ряда нагрузок (q1 = 1,5qe;
q2 = 2qe; q3 =2,3qe) и ряда отношений Е1 (0; 0,25; 0,50; 0,75). На рис. 5.10
Е
представлены графики «нагрузка – прогиб» для узла, расположенного в центре пластины.
Рис. 5.10
При разных нагрузках q и для разных отношений Е1 можно
Е
определить зоны распространения деформаций текучести, построить эпюры изгибающих моментов в различных сечениях пластины.
124
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Александров А.В. Основы теории упругости и пластичности / А.В. Александров, В.Д. Потапов. – М.: Высшая школа, 1998. – 398 с.
2.Бубнов И.Г. Труды по теории пластин / И.Г. Бубнов. – М.: Гостехиздат, 1953. – 453 с.
3.Власов В.З. Избранные труды / В.З. Власов. – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – Т. I.– 528 с.
4.Власов В.З. Строительная механика тонких упругих пластинок / В.З. Власов. // ПММ. – 1946. – № 1. – С. 173–192.
5.Вольмир А.С. Устойчивость упругих систем / А.С. Вольмир. – М.: Физматгиз, 1963. – 877 с.
6.Ван Цзи Де. Прикладная теория упругости / Ван Цзи Де. – М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1959. – 400 с.
7.Галеркин Б.Г. Упругие тонкие плиты / Б.Г. Галеркин – М.: Госстройиздат, 1933. – 370 с.
8.Доннелл Л.Г. Балки, пластины и оболочки / Л.Г. Доннелл. – М.: Наука, 1982. – 567 с.
9.Жемочкин Б.Н. Теория упругости / Б.Н. Жемочкин. – М.: Госстройиздат, 1957. – 255 с.
10.Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: пер. с англ. / О. Зенкевич. – М.: Мир, 1975. – 511 с.
11.Зенкевич О. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред / О. Зенкевич, И. Ианг. – М.: Недра, 1974. – 238 с.
12.Илюшин А.А. Пластичность / А.А. Илюшин. – М.: Гостехиздат, 1948. – 376 с.
13.Канторович Л.В. Приближенные методы высшего анализа / Л.В. Канторович, В.И. Крылов. – М.; Л.: Физматгиз, 1962. – 450 с.
14.Лейбензон Л.С. Краткий курс теории упругости / Л.С. Лейбензон. – М.: Гостехиздат, 1942. – 304 с.
15.Папкович П.Ф. Теория упругости / П.Ф. Папкович. – М.; Л.: Гос. изд-во оборонной промышленности, 1939. – 640 с.
16.Пратусевич Я.А. Вариационные методы в строительной механике / Я.А Пратусевич. – М.: Гостехиздат, 1948. – 280 с.
17.Теребушко О.И. Основы теории упругости и пластичности / О.И. Теребушко. – М.: Наука, 1984. – 536 с.
18.Стрельбицкая А.И. Изгиб прямоугольных пластин за пределом упругости / А.И. Стрельбицкая, В.А. Колгадин, С.И. Матошко. – Киев: Наукова думка, 1971. – 244 с.
19.Смирнов В.А. Расчет пластин сложного очертания / В.А. Смирнов. – М.: Стройиздат, 1978. – 296 с.
20.Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек / С.П. Тимошенко. – М.: Наука, 1971. – 807 с.
21.Тимошенко С.П. Курс теории упругости / С.П. Тимошенко. – М., 1914. – Ч. I – 239 с.
125
22. Тимошенко С.П. Теория упругости / С.П. Тимошенко – М.: Гостехиздат, 1934. – 451 с.
23.Тимошенко С.П. Пластины и оболочки / С.П. Тимошенко, С. Войновский-Кригер. – М.: Наука, 1966. – 635 с.
24.Попов О.Н. Расчет плитно-балочных конструкций за пределами упругости / О.Н. Попов. // Пространственные конструкции. – Красноярск: Красноярский политехн. ин-т, 1974. – Вып. VII. – С. 87–93.
25.Попов О.Н. Расчет пластинчато-стержневых систем с учетом физической и геометрической нелинейности на ЭВМ / О.Н. Попов. // Применение математических методов в управлении производственными процессами. – Новосибирск: Ин-т экономики и организации промышленного производства АН СССР. Сибирское отделение, 1978. – С. 10–13.
26.Попов О.Н. К расчету плитно-балочных конструкций на поперечную нагрузку с учетом упругопластических деформаций / О.Н. Попов. // Исследования по строительным конструкциям и строительной механике. – Томск: Томский инж.-строит. ин-т, 1977. – С. 190–197.
27.Попов О.Н. Расчет плитно-балочных конструкций с учетом физической и геометрической нелинейности на ЭВМ / О.Н. Попов. // Матер. науч.-практ. конф. "Молодые ученые и специалисты народному хозяйству". –
Томск, 1977. – Т. II. – С. 160–162.
28.Завьялов В.Н. Анализ плитно-балочных конструкций с учетом физической и геометрической нелинейности / В.Н. Завьялов, О.Н. Попов. // Краткие тезисы докладов к VII науч. конф. по применению ЭВМ в механике деформируемого твердого тела. – Ташкент, 1975. – Ч. II. – С. 51–52.
29.Завьялов В.Н. Расчет пластинчато-стержневых конструкций за пределом упругости / В.Н. Завьялов, О.Н. Попов. // Нелинейные задачи строительной механики. Оптимизация конструкций. – Киев, 1978. – С. 20–23.
30.Завьялов В.Н. Изгиб прямоугольных пластин ступенчатопеременной толщины с учетом физической и геометрической нелинейностей / В.Н. Завьялов, О.Н. Попов. // Исследования по строительным конструкциям и фундаментам. – Томск: Томский инж.-строит. ин-т, 1980. – С. 51–56.
31.Завьялов В.Н. Исследование напряженного состояния пластин, работающих в упругопластической стадии / В.Н. Завьялов, А.Е. Ищенко, Ж.Б.Ищенко, В.М. Романовский. //Тр. СибАДИ. Вып. 1, ч. 1: Совершенствование технологий и конструктивных систем в отраслях автомобильного, дорожного, промышленного и гражданского строительства. – Омск: Изд-во СибАДИ, 1997. – С. 69–76.
126
Учебное издание
Виктор Николаевич Завьялов, Евгений Анатольевич Мартынов, Владимир Михайлович Романовский
ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ ПЛАСТИН
Издание второе, исправленное
** *
Редактор И.Г. Кузнецова
** *
Подписано к печати 27.04.12 Формат 60х90 1/16. Бумага писчая Оперативный способ печати Гарнитура Таймс
Усл. п.л. 7,25, уч.-изд. л. 5,3 Тираж 100 экз. Заказ № Цена договорная
Издательство СибАДИ 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ
127