![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Общая теория анизотропных оболочек
..pdf§ 9] ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 281
Приведенного выше достаточно для решения многочисленных задач осесимметричной деформации круговой цилиндрической оболочки в общем случае анизотропии ее материала.
Д в а п р и м е р а р а с ч е т а к р у г о в о й ц и л и н д р и ч е с к о й о б о л о ч к и в о б щ е м с л у ч а е а н и з о т р о п и и . Здесь будут рассмотрены два примера осесимметрич ной деформации круговой цилиндрической оболочки, когда в каж
дой точке оболочки имеется лишь |
|
|
||||||||
одна |
плоскость упругой |
симмет |
|
|
||||||
рии, |
параллельная |
|
срединной по |
|
|
|||||
верхности |
оболочки. |
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
Бесконечно |
длинная |
цилинд |
|
||||||
рическая |
оболочка |
с |
радиусом |
кри |
|
|
||||
визны R |
нагружена |
силами, |
равно |
|
|
|||||
мерно |
распределенными |
по |
окруж |
|
|
|||||
ности |
поперечного |
|
сечения |
# = 0 |
|
|
||||
(рис. |
51). |
И н т е н с и в н о с т ь |
|
|
||||||
н а г р у з к и |
р а в н а |
q |
кГ/см. |
|
|
|||||
Рассмотрим часть |
оболочки |
справа от загруженного сечения. |
||||||||
Ясно, что здесь Z=0. |
|
|
|
|
|
|||||
В сечении оболочки s=0, очевидно, будем иметь |
|
|||||||||
|
|
|
Я ?= 0 , |
и = |
0, |
i7 = 0, |
ЛГг= — |
(9.10) |
||
Очевидно также, что в бесконечно удаленных сечениях оболочки |
||||||||||
(s=oo) нормальное перемещение w и напряжения о,, о?, |
обра |
|||||||||
щаются в нули. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Удовлетворяя условиям в бесконечности, для некоторых по |
||||||||||
стоянных |
интегрирования, входящих в (9.4)—(9.8), ползшим |
|||||||||
|
|
|
bt = |
0, 62= |
0, |
С3 = |
0, С4 = 0. |
(9.11) |
В силу этого, а также условия Z = 0 разрешающее уравнение (9.1) становится однородным и частное решение w* (s), входящее в об щее решение (9.8), обращается в нуль.
Удовлетворяя условиям (9.10), для оставшихся неопределен ными постоянных интегрирования ползшим следующие значения:
Р |
К |
L |
о |
26 |
К |
|
|
Ч — у » |
° 3 — ^ |
— |
* 2 + 02 » |
(9.12) |
|||
р |
К |
к. |
о <^12^16 — |
К |
|||
|
|||||||
|
|
|
|
^ |
а2+ р . |
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
К = |
|
|
3qRSi |
|
(9.13) |
|
|
|
7 |
c?e\ |
* |
|||
|
|
|
|
§ 9] |
ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 283 |
|||||||||
" = |
С« |
{С« С" ~ |
с'ы |
|
|
|
р . + 4 - м . |
- |
||
|
|
|
|
|
X ( 4 |
sin [is — 4 cos Ps) e |
(9.22) |
|||
" . = |
Cl,(c" c» ~ |
c '<c4) |
^ |
к |
( i i ± £ ) s |
m |
ps - |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
X |
|
|
sin Ps + |
2 cos Ps) е~°*, |
(9.23) |
|
N2= |
C” |
(CiiC” ~ |
Cl*Cl<) -ggy К ( |
°2 |
) e-“* sin ps — |
|
||||
|
|
__C |
(\ |
hi c uc88\ |
hi К (a2 I |
B2j |
|
|||
|
|
|
16V |
ЗД2 |
ooj / 12д зл va T P ) X |
|
||||
|
|
|
|
X |
|
|
sin Ps + |
2 cos pS) e~“*. |
(9.24) |
В частном случае ортотропной оболочки, когда главные направ ления упругости материала оболочки совпадают с координатными линиями, как известно, имеем С16=0, С2в= 0; тогда из (9.2), (9.3), (9.9), (9.13) получим
т — 0, a* = |
a2= Р2= yrn/\/2, |
<о1= СиСт, |
1 |
||
2: = |
(СпС22~ |
С*,) С66, |
К = К0= |
3qR*/2CuhW0. ) (9'2э) |
|
Далее, из |
(9.14)—(9.24) |
для расчетных величин |
получим |
ранее приведенные представления, которые в принятых здесь
обозначениях |
запишутся |
следующим образом: |
|
|||
и = |
— |
(1 — е^о* cos a0s), |
|
|
||
|
|
С11 я0 |
|
|
|
|
Т2— СпС™-~ C'i2 — - (sin a 0s - f cos a 0s )erv, |
|
|||||
S12= |
0, |
Sa = 0, |
u = 0, |
я = 0, |
Я 2= 0, |
(9.26) |
м 1 = |
— |
h*L |
(sinЯ 0 аa 03s — cos a 0s |
) |
|
|
c n — |
|
|||||
|
|
|
-c n |
Д2 |
“* cos a0s. |
|
|
C11 |
|
здз^ 0a0^ |
|
||
|
|
|
|
|
|
Сравнивая формулы (9.14)—(9.24) с формулами (9.26), за мечаем, что, в отличие от ортотропных оболочек, в общем случае анизотропии внутренние силы S12, S21 и N 2, крутящий момент Я и тангенциальное перемещение v не превращаются в нуль. Таким
288 |
Н А П РЯЖ ЕН Н О Е СОСТОЯНИЕ И ДЕФОРМ АЦИИ О БО Л О Ч ЕК [ГЛ . I I |
||
|
Согласно представлению (9.40) для fl будем иметь |
||
|
fl= g1RF(B’k, * , |
4 , |
4 ) - |
|
Очевидно, в общем случае из (9.44) |
нет возможности найти фор |
мулу для определения угла <f, т. е. ту ориентацию материала обо лочки, при которой f1 будет оптимальным. Поэтому значение F определим для конкретного материала и для некоторых значений угла <f.
Рассмотрим стеклопластик КАСТ-В со следующими парамет
рами: |
|
|
|
|
|
|
|
i?1 = |
2,15*105 кГ/см2, |
|
|
||
|
Е2 = |
1,234О5 кГ/см2, |
|
|
||
|
G12= |
0,21 • 10s кГ/сма, |
|
|
||
|
V2= |
0,11, Vl = 0,19. |
|
|
||
Напомним, что для B'tk имеем следующие формулы: |
||||||
|
В'и - |
|
Ei |
|
|
|
|
1— vlv2 |
|
|
|||
|
Т>> _ |
v2gl |
|
_ |
|
|
|
12“ |
l - v , v 2 |
1— vxv2 |
|
|
|
|
|
В'22— |
|
Еш |
|
|
|
|
1 _ VlV2 |
|
|
||
|
|
^66 = |
^12- |
|
|
|
Пусть имеем |
также i?/A=100, l/R= г.. |
|
|
|||
В таблице 2 приведены |
значения F • 103 |
для |
пяти значений |
|||
угла if. |
|
|
|
|
|
|
Рассматривая приведенные результаты, замечаем, что, меняя |
||||||
ориентацию материала оболочки, |
можно существенно изменять |
|||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2 |
|
9 |
0° |
30° |
|
45° |
60° |
90° |
F • 103 |
0,811 |
1,345 |
2,090 |
1,172 |
0,465 |
величину прогиба оболочки. В частности, максимальный прогиб получаем при <f=45°, а минимальный — при <f=90°.
Конечно, полученные здесь результаты относятся к частному виду нагружения (9.41) и к частному типу материала. Однако, несмотря на это, легко сообразить, что, меняя характер анизо-