ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 0
Полученные здесь уравнения различных величин по методу начальных параметров обобщают аналогичные уравнения для рас чета изотропных пластин, которые являются частным случаем уравнений для расчета ортотропных пластин, если в последних положить
Dx |
= |
D 2 = Dg = D; D„p = |
D (1 — p) и e = i = |
2 — ц,. |
|||||
На этом основании все примеры, приведенные в главе изотроп |
|||||||||
ных пластин, легко приспосабливаются и для расчета |
ортотропных |
||||||||
пластин путем замены в них D на D2 и и. на |
\іх. |
|
|
||||||
2-й |
случай а £ > 0 ; а * , > Я . * , > 0 |
|
|
|
|
||||
Корни |
характеристического |
уравнения |
(3.76) — (3.77) |
дей |
|||||
ствительные: |
+ Уа*т—Х*п ; |
|
|
|
|
|
|||
|
Г1 = У< |
г3 = Ѵат~Уаіт~ |
Кт. |
|
|||||
Общее |
решение однородного |
уравнения |
(3.73) будет: |
|
|
||||
|
Y m (у) = Ат |
ch i\ у + Вт |
sh rx у + Ст |
ch r3 y + Dmsh |
г3 у. |
(3.96) |
Функции, удовлетворяющие единичной матрице (2.118), получае мые на основе табл. 3, в этом случае имеют вид:
|
|
|
2 Ya,m- С |
|
2 / a ^ - C |
' |
|
|
||
|
L 2 (у) = |
|
rlshrxy |
|
. |
rfshr3y |
|
|
|
|
|
2rx[ atn—bm |
|
2г3У^-К |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
L3(y)= |
|
Z*^L= |
|
|
pIiS—. |
|
|
||
|
L i (y) = |
|
s h r i y |
— |
s h r s U |
|
|
|
||
|
|
|
2rxY |
aîn-Кт |
|
|
2r3Va.m—Xm' |
|
|
|
где |
|
|
1~\f a4,(—%fn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
r\-—Г3. |
|
|
|
|||
Эти новые функции |
аналогичны функциям Fx |
(у), |
F2 |
(у), F3 (у) |
||||||
и ?4 (у) и обладают их свойствами. |
Они |
при ат |
> |
Хт |
> 0 заме |
|||||
няют во всех выражениях |
(3.82) — (3.95) первого основного случая |
|||||||||
функции Fx |
(у), F2 |
(у), |
F3 |
(у) и Fi |
(у), и все выражения |
становятся |
||||
пригодными |
и для |
2-го случая. |
|
|
|
|
|
|
109-
3-й |
случай |
a m ^ 0 ; |
|
A m < 0 |
|
|
|
|
|
||||
Корни характеристического |
уравнения: |
|
|||||||||||
|
rt |
= |
— г2 |
= |
У ат |
- f |/"am — А,т |
(вещественные), |
||||||
|
?*3 = —г4 |
= ] / а т |
— ]Лхт —А.ш ] |
= іг3 |
(мнимые), |
||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общее решение однородного уравнения (3.73) |
|
||||||||||||
|
Y°m (у) = Ат ch Г! у + ß n i |
sh гх у + C m cos г"3 у + D m sin73 у. (3.97) |
|||||||||||
Функции, |
заменяющие |
в |
|
выражениях |
(3.82)—(3.95) основного |
||||||||
случая |
функции Fx(y), |
|
F2(y), |
|
F3{y) |
и F4{y), |
будут: |
||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
, |
- 2 |
|
' |
2 , |
- 2 |
|
|
|
|
^ |
_ |
_rj»_sh/i |
; |
n_sin/-s j/ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
r i |
( п + |
гз) |
г 3 ( п 4 - л і ) |
|
|||
|
|
|
Тз |
(У) = |
. |
-о |
( c h ri У—cos r3 y) ; |
||||||
|
|
|
|
|
|
П + |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
/ і М + гз) |
г 3 ( п + 7 з ) |
|
|||||
где r ï + 7 | = 2 |
/ а * , —Я,*,. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4-й |
случай |
a m < 0 ; |
|
Я т > 0 ; |
a m > |
Xm |
|
||||||
Корни |
характеристического |
уравнения: |
|
|
|||||||||
|
r1 = —r2 |
= V |
a ^ - f / a à — |
A4 |
=//"і |
(мнимые); |
|||||||
|
г3 = |
—r4 |
= l / " a m _ j |
|
a,4n — A4 |
= tr 3 |
(мнимые), |
||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rx = V—a2m~Y<— |
|
|
|
Кг |
; |
r3 = V-a-m+-} |
a m ~ K . |
||||||
Общее решение однородного |
уравнения |
|
|||||||||||
У°т(у) = |
^ m |
cos r i t/ + |
Bm |
|
sin ?! y - f C m |
cos rsy + Dm sin r3 1/. (3.98) |
110
Вместо функций Рг |
(у), F2 |
(у), |
F3 |
(у) и FA |
(у) основного случая |
||||
•в выражениях |
(3.82) — (3.85) |
будут |
функции: |
||||||
|
|
/•3COSrj(/ |
. |
Г l cos г3 |
у |
|
|||
|
|
— 2 |
—2 |
|
|
— 2 |
—2 |
|
|
|
|
гі—лз |
|
|
гі— гз |
|
|
||
о |
/ , л _ |
r i s i n g |
|
|
, |
nsin/-8 i/ |
|
||
|
|
^(гі —лз) |
|
|
г3 (п—гз) |
|
|||
S3 |
(У) = — -а * - 2 |
(cos /-! у cos г3 |
у); |
||||||
|
|
п — гъ |
|
|
|
|
|
|
|
s4 |
(у) = |
sin гх у |
|
|
, |
sin г3 |
у |
|
|
- /-а - 2 \ |
|
- |
/ - 2 |
- 2 \ |
|
||||
|
|
|
|
||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5-й случай |
с с т < 0 ; |
Я,*, > |
0; |
А,,"„ = о с ш |
> 0 |
|
|||
Корни характеристического |
уравнения: |
|
гs = —/-4 = V~ am—i YKi — a?„ = ßm — ym i.
Этот случай сводится к первому — см. (2.108) — (2.109).
6-й случай а 2 , > 0 ; \ т |
—ат>0 |
Такой случай возможен для изотропной пластины без упругого основания, когда Нх = Ну = 0. Заменяющие функции были опре делены ранее, см. (2.176) — (2.179).
Все полученные функции для различных корней характеристи ческого уравнения, удовлетворяющие единичной матрице и имею щие производные по табл. 4, входящие в выражения (3.83) — {3.95), могут быть обозначены единообразно через F± (у), F2 (у),
F3 (у) и FA (у) и сведены в общую таблицу.
Если на пластину действует вибрационная нагрузка
q (х, у, t) = q (х, у) (A sin Qt + В cos Ѳ^),
то к дифференциальному уравнению (3.56) в левую его часть надо
добавить инерционные силы т* |
где т* — масса пластины и |
приближенно присоединяемого основания на единицу площади,
111
учитывающей влияние основания на колебания пластин. Диф ференциальное уравнение без учета сил сопротивления будет
1 од:4 |
3 |
дх2 ду2 |
2 |
ai/4 |
дх2 |
ѵ |
ду* |
|
4- с. ш) — Со |
d-w , d2w \ , |
3 2 ш |
|
|||
|
|
1 |
Ч- m |
|
|
||
|
1 |
- ^дл:2 |
ду* ) |
|
dt2 |
|
|
|
= |
—q(x, |
y){AsmQt |
+ BcosBt). |
(3.99> |
Здесь w (x, y, i) — прогиб пластины, изменяющийся во времени. Для установившихся колебаний положим
|
w (x, у, |
f) = |
w (х, у) (A sin |
Qi + |
В cos |
Ѳ/). |
(3.100) |
|
Подставляя |
(3.100) |
в (3.99), |
получим |
|
|
|
|
|
1 |
дх* |
3 дх2 |
diß |
2 ду* |
дх"- |
J |
diß |
|
|
+ c \ |
w - c J ^ |
+ ^ \ = |
-q(x,y), |
|
(3.101) |
||
|
|
|
дх2 |
dtf- |
|
|
|
|
где |
|
|
c î = d — / я * Ѳ . |
|
|
|
(3.102) |
|
|
|
|
|
|
|
Это дифференциальное уравнение по форме совпадает с исход ным дифференциальным уравнением (3.56). Поэтому все ранее полученные результаты на основе уравнения (3.56) и все ранее рассмотренные случаи загружения в примерах изотропных пластин,, при соответствующей небольшой их обработке, применимы и для вибрационной нагрузки с заменой во всех выражениях сх на новое значение с* = сг — /п*Ѳ2 .
В заключение приведем краткие соображения о свободных коле баниях и устойчивости пластин. Частоты собственных колебанийпластин со, а равно и критические нагрузки Нх и Ну могут быть найдены из определителя уравнений, написанных для вычисления неизвестных начальных параметров, при отсутствии поперечных нагрузок, если его (определитель) приравнять нулю. Тогда частоту &
действующей |
вибрационной |
нагрузки |
следует считать неизвест |
|
ной частотой |
собственных колебаний |
со или нагрузки |
НхиНу — |
|
критическими, |
подлежащими |
определению. При этом |
множители |
в аргументах различных функций (корни характеристического урав нения) будут искомыми величинами, в чем и состоит основная слож ность определения частот собственных колебаний со или крити ческих нагрузок Hх и Ну.
112