Файл: Булычев, Н. С. Расчет крепи капитальных горных выработок.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 216
Скачиваний: 0
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
иk = |
/lG{J h i ) D- |
[ Ml + c*k) |
■-gk(c2 -r-1)1 - |
|
|||
- qlv ck [ - f t2 (c2k- 1)+k(c2k + i) + 2g-,c2I - р Г [2ftV*-2 + kgk (1 + |
c2*)^ |
||||||
(C2fc - 1) ■- 2Dk\ |
- q ^ [ft [2c2fe_2 - |
gk(c2* - |
1) - 2Dk\ + gk {c2k+ 1)]}. |
||||
|
|
|
|
|
|
(18.51) |
|
Смещения на наружном контуре кольца (при г = Я г) составляют: |
|||||||
и* |
у* = |
-j>g (//j- i)£»fe |
{ ^ 1’ К* + |
Sk) c2k - ^*1 - |
|
||
— qk” [c2k (ft - f 2 - & ) + |
A J - p  0)cft(ftc2*-2 + Ы |
-г ?Л0,с* [(ft + 2) c2fc-2— £*]}. |
|||||
|
|
|
|
|
|
(18.52) |
|
щ ~ ѵ к^ -2G ^ |
|} Dk {Ркѵ [ftc2* - g* - f |
Dk\ — qiiy[gk — (ft — 2) c2i - f |
Dk]— |
||||
— р5г0)с*-2 (ft 4- c2gfe) — g^c*-2 (c2gk— ft + 2)}, |
|
||||||
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
и* = - \G (/>"— I) Dk |
{p i1} [2ft2c2ft |
ftg* (c2fe |
1) |
-ft, (c2ft - 1 ) + 2Dk |
|||
— qk» [ft [2c2ft- gk (c2ft - 1 ) + |
2£>*[ + |
gk (c2fe -f 1)] • |
|
||||
|
— kp(k0)ck-2 [ft (c2ft-f 1) + g* (c2 -f-1)] -}- |
|
|||||
где |
^ 0,cfc-a [ft2 (cafe- l ) - |
ft (c3k |
|
1) -f 2g*]}, |
(18.53) |
||
|
|
Я к |
|
|
|
|
|
|
|
/Л |
|
|
|
|
|
|
|
X-г- 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Очевидно, |
суммарные смещения |
кольца при нагрузках |
(18.1) |
||||
и (18.2) составляют: |
|
|
|
|
|
|
|
|
и ~ 2 ukcos ftO; |
|
: 2 |
yKsin ft®- |
(18.54) |
||
|
|
h=o |
|
h=1 |
|
|
Напряженно-деформированное состояние упругой плоскости с кру глым отверстием. Рассматривая упругую плоскость с круглым отверстием как бесконечно толстое кольцо (7?х -> со), на основании вышеизложенного нетрудно получить следующие выражения для напряжений и смещений на контуре отверстия (при г = R 0):
аѳ0) -= 2 рі«» -р ‘о0>; |
(18.55) |
а)?’ = (—4р(°°) f р[0) — 2<7І0)) cos 2Ѳ; |
(18.56) |
ogi = (pl?i - 2 q ln)co sm (Ä > 3); |
(18.57) |
4ЛG0 ■[р(»)(х + і)-2рП; |
(18.58) |
1Г:8
|
U.J л о_ |
[6^°°> (к + 1) - № (Зх г 1) |
</“» (Зх - 1)]; |
(18.5!)) |
|
12G |
|||
|
|
По |
|
|
|
u k - \ - v k = — 2(А+ 1)С (р Г :- О ; |
( к ^ 3) |
(18.60) |
|
|
'4 — |
2 (А — 1) G■(Д0,- ? П ; |
||
|
|
|
||
% = |
/Іо |
{pH (А -:- 1 ) ( х - ; - 1 ) - 2 ] - < |
[(Ä + l)(x + l)-2Ä]}. |
|
4G (Л-2 — 1) |
||||
|
|
|
|
( 18. 61) |
Представляет интерес напряженно-деформированное состояние упругой плоскости, в которой отверстие образуется после приложе ния нагрузки на бесконечности. Вследствие линейности напряжения в плоскости остаются такими же, как и в предыдущем случае, и на
контуре выреза определяются выражениями (18.55) |
— (18.57). Что |
||
касается |
перемещений, |
то они, согласно принципу |
И. В. Родина |
(см. § 6), |
вызываются |
снимаемыми напряжениями, |
т. е. напряже |
ниями, равными действовавшим в плоскости по контуру отверстия до его образования и противоположно направленными. Для опре деления перемещений рассматривается эквивалентная расчетная схема — упругая плоскость с отверстием, свободная от напряжений на бесконечности и нагруженная снимаемыми напряжениями по контуру отверстия.
Пусть плоскость загружена на бесконечности усилиями:
Р = Росо) + Рг00’ cos 2Ѳ; |
|
(18.62) |
||
|
<7= — p(co'>sin 2Ѳ, |
|
||
|
|
|
||
что эквивалентно нагружению усилиями Q и XQ (см. рис. И), причем |
||||
(о°) __ |
1+ х |
т |
-X |
(18.63) |
РЬ |
- Q 2 |
, rp-*i = Q■<- |
2 * |
В этом случае снимаемые нагрузки составляют:
Рен —Р^то) — РІт) cos 2Ѳ;
(18.64)
'ycH= Pioo)sin20.
Перемещения на контуре отверстия получим на основании выра жений (18.58) и (18.59):
|
|
|
(18.65) |
= |
[6^ °°)х - Р?' (3х + 4) + № |
(Зх - 4)1- |
(18.66) |
|
Вэтих формулах учтен отпор, создаваемый крепью и составляющий:
рт = р?> + р ^ cos 2Ѳ;
r / 0) |
r/2°> Sill 2Ѳ. |
(18.67) |
|
В заключение заметим, что при представлении радиальных нагрузок рядом по sin Ю, а касательных — рядом по cos /сѲ, можно ис пользовать полученные выше соотношения, при этом следует изме нить знак при qk и ѵна противоположный, а функции sin кѲ заменить на cos Ш и наоборот.
§ 19. РАСЧЕТ СОСТАВНЫХ КОЛЕЦ
Общие решения задачи о расчете упругих составных колец рас
смотрены в работах |
С. Г. Михлина |
[122], |
Г. Н. Савина |
[152], |
||||||
Д. В. Вайнберга [38]. |
В общем случае при неравномерной нагрузке |
|||||||||
|
|
|
расчет составного кольца заклю |
|||||||
|
|
|
чается в решении системы ура |
|||||||
|
|
|
внений, |
следующих |
из |
|
условий |
|||
|
|
|
на контактах слоев. |
Исключе |
||||||
|
|
|
ние |
составляет |
предложенный |
|||||
|
|
|
Д. В. Вайнбергом |
метод |
началь |
|||||
|
|
|
ных параметров, согласно кото |
|||||||
|
|
|
рому |
задача сводится к |
|
последо |
||||
|
|
|
вательному определению парамет |
|||||||
|
|
|
ров нагрузок и перемещений на |
|||||||
|
|
|
контактах слоев. |
метод |
расчета |
|||||
|
|
|
Ниже |
изложен |
||||||
|
|
|
составного |
кругового |
кольца при |
|||||
|
|
|
произвольных нагрузках, прило |
|||||||
|
|
|
женных к наружному и внутрен |
|||||||
|
|
|
нему контурам, заключающийся в |
|||||||
|
|
|
определении компонентов |
напря |
||||||
|
|
|
жений на |
контактах слоев с по |
||||||
|
|
|
мощью |
коэффициентов |
передачи |
|||||
|
|
|
нагрузок, вычисляемых по реку- |
|||||||
Рис. 75. Схема к расчету составного кольца |
рѲНТНЫМ |
формулам. |
Расчет КЭЖ- |
|||||||
|
|
|
дого слоя при известных условиях |
|||||||
на контактах производится по формулам предыдущего |
параграфа. |
|||||||||
Рассмотрим кольцо S, ограниченное концентрическими окруж |
||||||||||
ностями L 0 и Ьп радиусов R 0и Rn (R0 <CRn) |
с центром в начале ко |
|||||||||
ординат. Кольцо состоит из п концентрических слоев |
5t- |
(1 ^ і ^ |
||||||||
=5 п), вложенных без зазора друг в друга (рис. 75). |
|
|
|
|
||||||
Рассмотрим два сопряженных |
слоя S{ viSl+1. На контакте между |
|||||||||
ними возникают напряжения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рм = 'ZiPh 'cos /сѲ; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
• |
* |
■ |
|
|
|
|
|
|
(19.1) |
|
qM = 2 |
Якг) sin кѲ, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
причем коэффициенты разложения при і = 0 и і = п заданы (на грузки на контурах Ь 0 и Ьп).
160
Условия полного контакта. Пусть |
слои |
и Si+1 спаяны по кон |
||
такту L(-, |
тогда должно выполняться |
условие |
непрерывности пере |
|
мещений: |
|
|
|
|
|
ы«> = и<*+-1,; ѵ(і) == г/і+1> при |
r = R t. |
(19.2) |
Представим перемещения в виде тригонометрических рядов (18.42), при этом условия (19.2) будут иметь вид:
4 І,= 4 І+1) |
(* = 0 ,1 ,2 ,...) ; |
|
ѵр = 4 І+1) |
(* = 1 ,2 ,.. .), при г = R t. |
( Я'3) |
Воспользуемся далее выражениями для перемещений одиночного кольца (18.45) — (18.53), введя в них соответствующие индексы для слоев SI и Si+1. Подставляя эти выражения в условия (19.3), полу чим следующие уравнения:
pP (1 |
- г д а ч + хö*' (4-- г д а } |
_ |
n(i+l),,2 |
! П(І-1)Ѵ(І). |
||||||
= |
Po |
cl+l |
Г Po |
АО » |
||||||
Pi ’ {i |
|
7J'i+1) -i-xi* 1 |
|
|
П(І+1)Л _J |
*ч(І“1)м (І)л . |
||||
|
|
(cJ-- д а } = |
Pl |
w+l |
Pi |
/Л ci> |
||||
:i) __ „(І)Р/ (i) _ „(i+l).,' |
(i+l) |
- ^ +1,бй |
(i+l) |
|
|
|
||||
Qh |
Pfc |
— Ph Yh |
|
|
|
|
|
|
(19.4)
(19.5)
pPa'h (І) _-qP ßla) = р Р 1}Ук(i+l) - |
g |
« |
(i+l) + ( # |
~V[l" (i)) |
Здесь: |
|
|
|
(fc^2). |
|
|
|
|
|
4 ' ІІ) __ l^2k-2 ' „(i+l) г-Яfe+1) + |
Xfe :’K*-1 -4+ |
c f ~ D p ] ; |
||
К (0 = (* 2) e f f - g P v - D p » + |
%Р [cf (* + |
2 - g p ) - i- D p ]; |
||
4 (i+1, = + |
1 (* |
г gki+1)); |
|
ö; ,1+1, = 4 i (A + 2 - g jp “);
X’k^ = cf(kcr-2-ygP)%k,
•rt) = C? [(* -r 2) cfÄ—— ЙГІ4>j X*;
ah (i>= c f f |
(* -■cf+1gp») - |
2+ +1) -f x£iJ [kcf + g p + Э Д ; |
|||||
p; (i) = c^r2 (2 - |
* У gP»ct+i) - |
Z++1) + |
[gtf’ - (* ~ |
2) + + д а ? |
|||
|
Vft (i+1) = c?+1 (kcfi + 4 i+1)); |
|
|
||||
|
6'h(i+1, = |
c^1tgi<+1)- ( f t - 2 ) c g 1]; |
|
||||
|
К (i) = cf-2 (* + c f g p ) |
|
|
||||
|
Pk |
(г) . |
<T a |
|
(i). |
|
|
|
|
|
+ 2) Xft |
(i+l) |
|
||
2 |
, |
|
Cj—1 |
|
gj+i |
||
Ci --1 |
|
|
|
||||
D p = X/+ 1 |
|
Xi + 1 |
Xfe° |
Д<і> |
Gi |
И Заказ 650 |
1G1 |