Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Киселев В.А. Расчет пластин

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.3 Mб
Скачать

Yfn (У) == YÜi (y) + Y** (у) =

С, F* (у) + C 2 F~t(y).+

Cs

F* (y) +

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ СХ(У)-

 

\q-^-F'l{y-u)du.

 

 

 

 

(2.127)

 

 

 

 

 

 

о

 

D

 

 

 

 

 

 

Запишем равенства

(2.124) — (2.127)

при

y

=

0,

учитывая

матрицу (2.118):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7m (0) = Ci ;

 

У«(0) = С8 ;

 

 

 

 

 

 

 

У;»(0) = С2 ;

 

П,(0) = С4 .

 

 

 

 

Теперь

выражение

(2.124)

представим так:

 

 

 

 

 

 

Ym

(у) = Ym

(О) Л

Ы + П

 

(0) F2

(у) + 7 ; (0) F3

(у) +

 

 

+ Y'H, (0)Ft(y)-

j

qj^-Fi(y-u)dit.

 

 

 

(2.128)

Учитывая,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M y m ( 0 ) = - D ' ^ ( 0 ) - и . ( ^ ) Ѵ т ( 0 ) ] ;

 

 

 

 

V y m (0) =

- D

r l ( 0 ) - e ( ^ ) V , ; ( 0 ) ] ,

 

 

можем

получить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

+ . ( ^ ) V m ( 0 ) ;

 

 

(2.129)

 

 

y - ( 0 ) = - ^ ^ +

e ( ^ ) V ; ( 0 ) .

 

 

 

(2.130)

Подставляя полученные выражения (2.129)—(2.130)

в (2.128),

будем

иметь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П і ( < / ) = З Д ) +

ЗД)

= Г т ( 0 ) > і

0 / ) + Н - ( ™ ) Ч

(0)] +

 

+

П ( 0 )

 

 

 

 

 

(у)

 

D

 

РЛу)-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

Р

Л

 

у )

-

\ ^

F i

{ y - u

)

d

u ,

(2.13

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

где е = 2 —p..

50

Займемся теперь частным решением в уравнении (2.131):

 

 

 

 

 

у

 

 

 

 

 

 

Yfn(y)=-

j 4-^Ft(y-u)du.m

(2.132)

 

 

 

 

 

b

 

 

 

Если нагрузка прерывная (рис. 34), то частное решение для

различных

участков

будет:

 

 

 

для

первого

участка

0^.y^.d{

 

 

 

 

 

 

 

у

 

du,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

второго

участка

с?! ^

у ^

d2

 

 

 

 

у

 

 

 

у

 

У*т2{у)=-\

 

*yg±Ft(y-u)du-

j &q{u)

F,(у-и)du

 

 

О

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

=

 

 

Y*ml(y)-^^^F,(y-u)dut

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àqmi

(u) =

 

qmi(u)—qml(и).

 

Общая для п-го участка:

 

 

 

УГпп{у)=-^Р,(у-и)ан-

 

 

 

^ ^^ÛFt(y-u)du

=

 

 

 

 

 

 

 

І= I d;

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

=

rmln-1)(y)-

 

f

^!!^R^Ft(y-u)dut

(2.133)

 

 

 

 

 

dn-l

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AQmi

(u) = qm(t+i)

(") —qmi («)•

(2-134)

Если при y = dt имеет место сосредоточенно-полосовая нагрузка интенсивностью pd . (х) кгс/см (рис. 35, а), то ее надо разложить в ряд:

 

оо

 

Pdi(x)=

2 P m i № ) s i n — ,

(2.135)

51 .

где (см. рис. 35, б)

а

 

Pmi(dù

=

pd.(x)s\n

dx.

(2.136)

 

 

 

а •> '

 

а

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

Аналогично

раскладывается

в

ряд сосредоточенная

сила Pt

в точке с координатами

x = ct

и y~dt

(рис. 36):

 

Pmi(dù

= - Р , s i n ' Ä

(см. рис. 36, б).

(2.137)

 

 

 

а

а

 

 

 

 

Нагрузка p m i (d £ )

(см. рис. 35,6

и

36,6)

создает приращение

 

AQ,jm(dù = àVvm(dd

= pmi{dd.

(2.138)

Полагая

Pmi idi) = ^Уут (di) = <7m (") d ">

 

 

 

по (2.132) будем

иметь:

 

 

 

 

 

 

 

Y*m(y)=

 

"-^-F.iy-dt).

 

(2.139)

Этот же результат получим и непосредственно из четвертого слагаемого уравнения (2.131), поскольку исходное дифференциаль­ ное уравнение (2.101) линейное с постоянными коэффициентами, допускающее применение принципа наложения действия отдель­ ных сил.

Если

при

у = dt

имеется полосовая

моментная

нагрузка

Мѵі (х) (рис. 37, а), то и она должна

быть разложена в ряд

 

 

 

Мв1(х)=

 

І2. .

 

 

тпх

(2.140

 

 

 

S

Mml(dt)sin

a

где

 

 

 

 

ш =

I

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mmi[dt)

=

A

уі(х)

sin

dx.

(2.141)

 

 

 

 

a

J

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

При

сосредоточенном

моменте

Myi

в

точке с координатами

X — Ci и у =

d£ (рис. 38, а)

коэффициент

разложения

будет:

 

 

Mml(dt)=±Muism2fl

 

 

 

(рис. 38, б)..

(2.142)

Сосредоточенно-полосовая

моментная

нагрузка

Mmi

(dt)

(рис. 37, б и 38, 6) создает

приращение

 

 

 

 

 

 

Д Л Ѵ *

=

( 4 ) -

 

( 2 Л 4 3 )

52

Ят(п*Ф)

Ят,()І) 1

Рис. 34

и

Рис. 35

Рис. 37

0- /

Ль

Рис. 36

Рис. 38

53

Заменим

 

сосредоточенно-полосовую

моментную

нагрузку

M mi (d-i)

двумя

сосредоточенно-полосовыми

нагрузками

(рис.

39)

Pmi (di)

с расстоянием

между

ними à.dt

0 при

условии,

что

 

 

 

 

 

AMJ / m (rf£ )

=

pm i (rfi )Adt -.

 

 

 

Согласно

(2.139),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П(у)

=

-ImUÉiL

F i

(у- dt)

+

F,(y-di-bdi)

 

 

 

 

 

 

Pmi(dj)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 39

 

 

 

И ЛИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y%{y)~-

ЬЩтШ

FtUt

— dt— Adt) — Ft(y—

do

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

При

Adt-+-0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V *

z

>

ЬЩпШ

dFt

 

àMym{di)

 

 

 

Ущ(у)

=

 

 

• — =

 

F3(y — dt).

(2.144)

И это выражение могло бы быть получено на основе принципа наложения по аналогии с третьим слагаемым уравнения (2.131).

Теперь уравнение (2.131) с учетом полученных выражений (2.133), (2.139) и (2.144) для п-го участка пластины будет:

Утп (У) =

К

(У) +

УГпп (У) =

Ym

(0) Fi

(У) + V- (—Уря(у)

 

 

 

 

 

 

 

 

a

J

+ Ут(0) рау)+*\ — )~рл(у) ЩтD

(0) F3(y)~

Ft{y)

— j

да-^

Ft

{y-

a) du—

^ —

F3 (y— dt)—

n— 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ 2 ^ №

>

Л ( У

- ^

) -

2

S

 

 

(2.145)

 

 

 

 

 

l = 1

d;

 

 

 

Далее удобно из частного интеграла от распределенной нагруз­ ки, записанного в интегральной форме, сразу же выделить наиболее часто встречающуюся линейную часть нагрузки. Для этого разло­ жим нагрузку в ряд:

54-

 

 

 

 

Qmi (") - q m i

(Ö) +

q'm,

(О) и + . . . ;

 

 

 

(2. Н6)

 

 

 

А9Т О і(")

= А^т І (гі( )

+ А ( 7 т і ( ^ ) ( и - ^ ) .

 

 

(2.147)

Подставляя (2.146),

(2.147)

в

уравнение

(2.145)

 

и

интегрируя

только

два

первых слагаемых

рядов,

получим:

 

 

 

 

Утп

(у)

 

= К

(У) +

Ymn (У) =

Ym

(0) | > х (у) +

ц ( ™

j Ѵ 3 (у) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MymW

 

 

 

 

 

+

 

YM

F2(y)+s(f)

 

 

Ft(y)

D

 

 

 

 

 

 

 

Vym(0)

 

 

 

Яті (0)

„ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<7nu(«) — ?mi(0) — ?,„,

(0)w

•F4

(г/—u)d« —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

(1=1

 

A M j , m

(dj)

 

 

 

 

n = I

AVym (dj)

 

 

 

 

 

 

 

D

FAy~dù—

 

2

D

F

d

y

-

d ù -

 

( = 1

 

 

 

 

 

г = i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =

1

&Яті

(Ai)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[l-Fx(y-di)]-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i =

î

DK,,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« = i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 2

= l

 

4

t ( y — d i ) — F 2 ( y — d i ) ] —

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = l

*

A?mi (и) — Ag m г (dp — Agmi (d;) (и — dj)

 

 

 

 

 

,1,

i

Fé (y —и)

du. (2.148)*

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Здесь на одном наиболее сложном интеграле показан процесс интегри­ рования по частям с применением табл. 4:

Цті

(dû

(и — d;) F 4

.

u) du

=

àqmi

{di)

X

D

(y

 

D

 

 

 

 

 

 

 

X

(u _ dû

_

 

 

 

 

du

 

 

 

if

(u —

di)

F t (j/-u)

 

+ Ft

(y-u)

 

 

j *

 

=

АзкШ.

 

 

[(j,-dd-F,(y-d,)].

 

 

65

Поскольку общее решение n (у) одинаково для всех участков пластины, а частное решение Y*nn (у) по (2.133) может быть выра­ жено через частное решение предыдущего участка, то и полное выражение Ymn (у) последующего участка удобно представить через полное выражение F m ( „ _ i ) (у) предыдущего участка.

Для этого сначала выделим из (2.148) выражения для первого

участка, а затем и для остальных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

Ym

(у):

 

(0 ^

у ^

dj)

 

 

 

 

 

 

 

а) для

первого

 

участка

 

 

 

 

 

 

 

 

У,пЛу)=Ут(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Ym(0)

|F2 Q/)

+ e ^ Y F t

( y )

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vym (0)

F*

(У) -

^

-

[ 1 -

Л

(У)]

-

é

^

T

 

\У-

г

D

 

 

 

 

 

 

 

1

m-F

 

_

J gml(u)-gml(0)-gi,U0)u

 

 

 

 

F i { y

_

u

) d

u .

( 2 . 1 4 9 )

б) для

последующих

участков

 

 

г<.у)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ym ( В + 1 ){у) = Ymn

(у) +

AYmn

 

(у),

 

 

(2.150)

 

 

 

 

 

 

 

/г =

1, 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bYmn

{y)=

 

 

 

D

 

F3(y—dn)

 

 

 

 

 

D

 

 

Ftiy—d»)-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A<7mn (dn)

[l-FAy-dn)]-ЛзкіЕпІ

 

 

 

 

[ ( l J -

d n

)

-

 

F2(y-dn)]

j" A 9mn (")—

Mmn (dn)—

Цтп (dn)

(tl dn)

p?

 

(y_u}(lu

 

Составим

последовательные

производные

от

 

(2.149),

(2.150).

Уравнение

Y'm

(у):

 

(0 ^

у ^

 

dj)

 

 

 

 

 

 

 

а) для

первого

участка

 

 

 

 

 

 

 

 

+

56

+

у;п(0)

F'2(y)

 

 

 

 

+*(—Уг1(у)

 

 

Щт(Ъ)

F3

(у)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ѴутіО)

 

ч

 

ЧтАО),

[О - ^І m- *£Р-п-F-t

 

m -

D

 

;ру)-

DK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DK,

 

 

 

 

 

 

 

, j qni(u)

-<1пи(0)-ф'пі

 

(0) и

F ,

{ [ J

_ u ) d

u .

 

(

2 Л 5 1 )

б) для последующих

участков

(dx<y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y In (

l t + , » (y) =

r ; , m

(y) +

AYL

(У),

 

 

(2.152)

 

 

 

 

 

 

 

/г =

1, 2, ...

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àYmn(y)

=

 

 

D

 

^ 3 (y—dn)

 

 

 

D F, {y— dn)

 

A?mn (dn) [0-F[

(y-

 

dn)}-

^ n n ( d n )

[ l _ n { y _ d

n )

]

 

У

 

 

(u) — àqmn

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

__ Г

àqmn

(dn) kqmn (dn)

(u~dn)

p,

 

 

du

 

Уравнение

Y"n (y)'-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a) для первого

участка

(0 ^

y ^ dy)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ymdy)

=

Ym(Q)

 

 

 

 

 

 

 

 

+•

 

 

 

+

Y'm(0)

Fm

+

 

ti^ypuy)

 

MymjO)

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^f:

 

 

( y

) ~ ^

-

 

Ю - f\

(y)] ~

4 ^

 

t o - f;

 

m

-

 

_

J

qml

(u) -

q m l

 

(0) -

(0) и

p .

{ у

_ ц

)

 

 

(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) для последующих

участков

(dL <

у)

 

 

 

 

 

 

57

Y"m („+ i) (y) = Ymn (У) + àYm„

Il = 1, 2,

где

 

 

л \ rii , s

Шутп)

àVym(dn)

A K m n (</) =

ІУ— d n )

• ^ 4 (y — da) —

_ J Agmn (и) — A</m n (rf„) — Agmn №i) (» — <*п) j?" ^ ^ ^

Уравнение Ym

(y):

 

 

 

 

 

 

a) для первого участка (0 ^

г/ ^ dj)

 

 

 

П«.и/) =

К т ( 0 )

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Y'm{Q)

F':-(y)+z[™)~

 

F-(y)

 

D

F3 (У)-

 

 

 

 

 

 

 

 

( y ) - і ^ . [o -

 

 

 

 

[ 0 _ / - m

.'/

-

Яті (0) — q'm,

(0) и F'ï

 

 

 

 

 

(y~u)du;

 

 

 

D

 

 

 

 

 

б) для последующих

участков

( d 1 < £ / )

 

 

 

Ym\n+i(y)

=

Ymn(y) +

AYmn(y),

n= 1,

2,

где

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛУт „ (y) <

D

 

dn)

D

Ft

(y—dn) —

 

 

 

 

 

 

J A g m n (u) — Aqmn (dn) — àqlnn (dn) (u — dn) f " ( y _ u } d u

Используя

далее выражения

(а) — (г),

составим по (2.І04)

уравнение изгибающих моментов Мут

(у),

а по (2.106) уравнение

приведенных поперечных сил Ѵут

 

{у).

 

 

 

Уравнение

'изгибающих

 

моментов

 

 

 

Мит(у)

=---D

 

|У7П 0/) -V-

{^)

 

Ут(У)

 

 

 

а)

для первого

участка

О ^ г / ^ r f j

 

 

 

 

Munu(y)=-DYm(0)

 

К(у)

+

 

^^)'К(у)

 

 

 

inn

Fi

(y)

+

V.[

 

)~Fa(y)

 

 

 

 

 

 

 

-DY'm(Q)

 

K(y)

+

 

 

 

^[f)2K(y)

mn \

2

 

 

 

 

 

— И- ( —

I X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

X ЛО/) +

е ( ™ ) Ч ( і О

+

Mum(0)

 

а

+

 

 

 

+

Ѵт(0)

F\

(у) —

ц

inn

F* (У) +

 

qm \ (0)

4

![o-f;m-v-i^Yiy-Ft(y)]\+

 

 

+

l [Qml (") - 4 m X (0)—Çm I (0) U] X

 

 

 

X

Fl(y

u) —

\i^jFt(y—u) du:

 

(2.153)

б) для

последующих

участков

(dx <

y)

 

 

Mml„+i)

(y) = M!/mn

(y) + Шутп(у),

n =

1, 2, ..

(2.154)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

ЬМутпІУ)

=

A M B m ( d „ ) ^ ( ^ — d „ ) —И- ( — V

F3(y—dn)

+

 

 

 

 

 

 

a J

 

+ A V „ m ( d „ )

 

a

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ