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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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


(/+■■uK li>- q P -1,4 (i)); (19.6)

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