Файл: Григолюк Э.И. Устойчивость и колебания трехслойных оболочек.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 146
Скачиваний: 0
Из формулы (3. 50) при
|
|
/2р |
|
/2 |
|
|
|
|
„ ( / 2 Ä ) V 4 |
|
|
|
||
получим два уравнения для определения |
Лчг° |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
i H - - ^ - [ ^ ( |
_ , * ± È ) |
2 + l |
] |
|
|||||
|
|
|
|
Я 2 0 * |
|
|2Е 1/2 |
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
1 2 |
2/? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
і + — т ^ 1 * 1 / г ( - ч * ± е ) 2 |
+ і] |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
х [ Е 1 / 2 |
( - ^ ± е ) 2 + 1 ] 2 |
! |
е- |
|
|
( - 1 * |
|
± « 3 |
Л |
. |
(3.51) |
||
|
|
— |
i l * ± |
£ |
|
Я 2 |
r e t / S ( _ , , * ± c ) 2 + l ] 2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Д л я |
оболочек, |
имеющих |
малый |
параметр |
е, формула |
(3.51) |
||||||||
упрощается, так как в этом случае можно положить |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
eV*( — л * ± |
|
|
|
|
|
|
(3.52) |
|||
Тогда |
найдем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Elfi |
,1/4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27? |
|
1 2 Ç 2 ( - T I * ± S ) |
І + |
Й/Е2е'/2 |
Т |
Я 2 1 |
|
|
. " |
||||
Суммируя и вычитая эти уравнения, |
получим |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
. |
t * = T l E * 2 ( T 1 * 2 + |
S |
a ) ; |
|
|
|
(3.53) |
||||
|
|
з |
|
з |
|
36Ç4 |
|
1 |
+ Ä / g 2 e v » |
|
|
|
||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г::- = |
|
; |
t = — |
; 0* = |
|
. |
|
|
(3.55) |
|||
|
|
|
4Eh2R^ |
|
R |
|
1 - ѵ 2 |
|
|
|
||||
Уравнение (3. 54) |
позволяет |
найти |
г\* |
по заданному |
| = л / п . |
83
На рис. 19—20 приведены зависимости минимального сдвигающего усилия хч miii* от X (отношение длины і
|
|
|
|
9 |
Л |
|
Рис. |
19. Зависимость |
критического |
касатель |
|||
ного |
усилия т* = т І П І П от отношения |
Я = |
||||
= ljR |
( / — д л и н а , |
R — радиус) |
для круго |
|||
вой |
цилиндрической |
оболочки |
при Ѳ * = І ; |
|||
fe = 0,001; ô = 0 , 0 1 |
для ряда значении |
t=h/R |
||||
(/( — толщина |
оболочки; |
R—радиус) |
0 1 2 3 $ 5 6 7 8 9 \
Рис. 20. Зависимость критического касательного усилия т* от отношения X=ljR (/ — длина, R — радиус) для
круговой |
цилиндрической |
оболочки |
|
при Ѳ*=3; £ = Ю ; -0—0,01 |
для ряда |
||
значений |
отношения |
t=h/R |
(h — тол |
щина |
оболочки, |
R — радиус) |
0 / 2 3 9 Л
Рис. 21. Зависимость критического ка
сательного усилия |
т* от отношения I |
||
длины к радиусу |
для круговой ци |
||
линдрической |
оболочки |
при Ѳ*=2; |
|
4=0,4; /=0,01 |
для ряда |
значений {I |
оболочки к ее радиусу R) дл я /=0,001, 0,002, 0,005, 0,01, 0,02,
0,05; при £ = 0,001; 0 = 0,01; Ѳ* = 1 и /г = 10; f>=0,0l; |
Ѳ* = 3. |
На рис. 21 даны зависимости минимального |
критического |
значения т * = т т т * от X дл я ряда значений •&. |
|
84 |
|
7. КРИТИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ НАГРУЖЕНИИ
В разд. 2—6 настоящей главы рассмотрена потеря устойчи вости замкнутой цилиндрической оболочки при различных воз действиях, действующих на оболочку как одновременно, так и изолированно. Полученные формулы позволяют оценить значе ния наименьшего параметра критической нагрузки при комби нированном нагруженин . Однако такой расчет приводит к боль шой вычислительной работе.
Обычно критические нагрузки, соответствующие отдельным' случаям равномерного продольного сжатия, равномерного кон турного сдвига известны. В разное в р е м я предлагалось опреде лять и критические нагрузки в случае совместного действия внешних сил. Одну из таких эмпирических зависимостей мы и приводим ниже.
к - |
ѵ > - 1 . |
(3.56) |
где рі — п а р а м е т р критической нагрузки только при |
действии |
|
продольного сжатия; д*р — п а р а м е т р |
критической |
лагрузки |
при действии только |
внешнего равномерного |
поперечного дав |
ления; т*р — п а р а м е |
т р критической нагрузки |
при действии |
только равномерных касательных сил на контуре; р*, q*, т* — соответствующие значения параметров при комбинированном нагруженин. Пр и этом р* определяется как максимальное фиб ровое с ж и м а ю щ е е н а п р я ж е н и е (с учетом изгиба, если имеет место внецентренное приложение нагрузки) .
8. |
СВОБОДНЫЕ ПОПЕРЕЧНЫЕ |
КОЛЕБАНИЯ |
|
|
Д о б а в л я я , «в соответствии |
с разд. 9, |
гл. 2, ,в правую |
часть |
|
уравнения (3. 2) |
приходящуюся |
на единицу поверхности |
инерци |
|
онную силу |
|
|
|
|
|
-*М1-т*)г |
|
(3-57) |
и полагая внешнюю нагрузку равной нулю, приходим к системе уравнений малых поперечных колебаний трехслойной цилиндри ческой оболочки:
w - |
t |
& |
( ' |
- |
т |
ѵ ' ) х : |
( 3 - S 8 ) |
О (1 - f - * ) v'v'x + |
- L £ |
+ |
<* £ |
( i - |
f |
V=) x - O . |
(S. 59, |
Вводя р а з р е ш а ю щ у ю функцию хі |
|
|
|
|
|||
х = ѵ ѵ х і ; |
^НгІИ^тФ1' |
(3.60) |
85
получим одно уравнение малых поперечных |
колеоаннй |
круго |
||||||||||
вой цилиндрической |
оболочки |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
D |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.61) |
|
Д л я |
свободно |
опертой цилиндрической |
оболочки |
функция |
Хі |
|||||||
имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
X i = X o e i e |
" s i n тях |
cos •R |
|
|
(3.62) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
m — число |
полуволн |
по |
образующей |
цилиндра; |
п — число |
||||||
волн |
по |
окружности; ю — круговая частота |
поперечных |
колеба |
||||||||
ний; хо — постоянная. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Вводя (3.62) в |
уравнение (3.61), |
получим в ы р а ж е н и е дл я |
||||||||||
круговой |
частоты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
/да2 |
|
л 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ifi |
н2\2 |
Х4 |
|
|
|
|
|
|
ОЯ#4 |
1 + |
Infi |
rfi |
|
|
m 2 |
л 2 ' |
|
|
|
|
|
|
к \ X2 + |
|
Я 2 |
|
|
"X2"+ |
It2", |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3. |
63) |
из которого следует, что минимальной частоте соответствует од
на полуволна в продольном направлении |
(т = 1). |
|
|
|||
В (3.63) |
использованы |
прежние |
обозначения |
|
|
|
|
Я 2 д 2 _ 2 _ _ |
12(1 —t/2) |
# 2 |
_ À _ _ L |
(3. |
64) |
|
|
|
|
|
||
|
|
Г л а в а 4 |
|
|
|
|
УСТОЙЧИВОСТЬ КРУГОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ |
ПАНЕЛЕЙ |
|||||
1. ИСХОДНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ |
|
|||||
Видоизменим несколько |
уравнений разд . 1 гл. 3, |
вводя вмес |
||||
то круговой |
координаты |
s декартову |
координату |
у. Если |
I— |
длина панели по образующей, а длина ее дуги равна Ь, то ар
гументы линеаризированных уравнений |
устойчивости |
|
||||||
|
|
|
^-Ч-Ѣ^-т*)* |
|
(4Л) |
|||
^ |
р |
У |
^ |
я дх* |
\ |
0x2 т |
дхду^ |
ду*І* |
|
|
|
X f l |
- 4 - V 2 |
) / = 0 |
|
|
(4.2) |
изменяются в пределах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
0 < х < / ; |
0 < г / < 6 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
При этом оператор Л а п л а с а V 2 |
() имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
дх2 |
|
ду2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнения (4. 1) — (4.2) могут быть использованы |
|
|
при реше |
||||||||||||||||||
нии задач |
об определении верхней |
критической нагрузки |
тонких |
||||||||||||||||||
упругих пологих круговых трехслойных цилиндрических |
пане |
||||||||||||||||||||
лей постоянной толщины. Сформулируем |
граничные |
|
условия. |
||||||||||||||||||
1. П а н е л ь |
свободно |
оперта |
по всему |
контуру. |
Имеем |
|
|
||||||||||||||
Nn |
= e22—w = Нп=Мп |
= 0 при х=0, |
х — 1; | |
|
|
^ ^ |
|
||||||||||||||
N2î |
= e11 |
= |
w = N22 |
— MS2 = |
0 |
при |
у = |
0, y = |
b. |
|
\ |
|
|
||||||||
Вводя функции F и %, получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
F = V a |
/ r |
= |
x = V 2 |
z = Vs V2 x = 0 |
при х=0, |
х=1, |
|
|
4 |
5 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у = 0, |
у = Ь. |
|
|
||||
2. П а н е л ь |
свободно |
оперта по прямолинейным |
к р а я м |
и жест |
|||||||||||||||||
ко з а щ е м л е н а по криволинейным краям . Имеем |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
u1 = N12 |
— w = wil~a1=0 |
|
|
при |
х = 0, х=1; |
|
|
|
(4.6) |
|||||||||||
|
N22 |
= en |
= w — H22 =М22 |
= 0 |
|
при |
г/ = 0, |
у = Ь. |
|
(4.7) |
|||||||||||
В функциях |
F и % эти граничные |
условия |
запишутся так: |
|
|||||||||||||||||
|
|
дх |
|
дхз |
\ |
|
? |
дх Х |
дх* L |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
|
х=0, |
х — 1; |
|
|
|
|
|
(4.8) |
||||
|
|
|
|
|
f.^&F |
|
= |
дН |
_ d * x = z Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
diß |
diß |
|
diß |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
|
y = |
0, |
y = b. |
|
|
|
|
|
(4.9) |
||
3. Панель жестко защемлена по прямолинейным |
|
|
краям |
и |
|||||||||||||||||
свободно |
оперта |
по криволинейным |
краям . |
Имеем |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Nu |
= e2ii=w |
= H11 |
= M11 |
= 0 |
|
при |
х = 0, х = 1; |
|
|
(4.10) |
||||||||||
|
u2 |
= Nn |
= |
w = a2 |
= w:2 = 0 |
|
при |
у = 0, |
у-=Ь, |
|
|
|
|
||||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F = ^ |
= |
y |
= |
^ |
= ^L=0 |
|
при |
х=0,х=1; |
|
|
|
|
(4.11) |
|||||||
|
|
|
дх2 |
|
|
дх2 |
ол-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dF |
d*F |
Л |
|
h2 |
Л |
ду |
д^г |
|
„ |
|
|
|
П |
|
А |
у = Ь. |
|
||||
— = — = |
1 - — V2 |
х = т ^ = - т - 7 = 0 |
при у = 0, |
|
|
|
|||||||||||||||
ду |
diß |
\ |
|
ß |
/ |
|
ày |
ду3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4. 12) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87