Файл: Фотиева, Н. Н. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 0

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

е —2

 

X

2 ^Р+ v РСщ — р—1 ^v + P + 11>

( 1. 112)

 

 

Р = 1

 

 

 

 

'

 

Cm.v = v{6v+2n_ m - 2 ^ - 1/ i m- v+l —

2

X

 

 

 

 

 

 

 

V ~ 1

 

 

X

1 U p

U pcos)

(v — m — 2) <pp —

 

 

— (#Г*

 

— »p)sin(v—m —2)фр]};

(1.113)

v =

V v

(*# K m + s

R f )+

v/?™ [y/zm

+ v + 1 Sv+m +

 

n—(m+ 1 )

 

 

 

 

 

 

+ rf6 m + 1

2

S p + v P ( R r { p + m + l ) h ' p + m + l — Xh p + m

 

P = 1

 

 

 

 

 

 

х hp+v+l— tR-<v+m- ^ 6v+ m ^v+ m+ 1

 

 

 

— d R r 2m&v+m

+ я»+ 1j *

 

(1.114)

Здесь обозначено

 

 

 

 

 

 

 

 

Ят

 

V==

11

'" Т 'Ч

 

(1.115)

 

 

1п

 

 

 

 

 

[0

m=Rv. J

 

 

Свободные

члены системы уравнений (1.110)

имеют вид

4т= —К р Ъ

 

= —Sm- iqmR r mpR-

(16)

5. Определение напряжений в массиве и обделке

Как известно, напряжения связаны с комплексными потенциалами <р (£) и ф (£) следующими соотношениями

[53]:

tfp + tfe = 4JRe ф' (О .

 

1

 

 

со' ( 0

 

 

ов

 

2£2

X

(1.117)

2 гтр0

 

 

Р3 со' (О

 

 

х

ф" Ю со' ( 0 - с р '

)а>*(£)

Ф'(£)

со (О

[со' К) ) 3

 

 

 

 

 

Ограничиваясь указанным выше количеством членов разложения в ряду функций ф (£) и Рг (£), запишем, сог­ ласно (1.8) и (1.36), значения функций ф (С) и ф (|), прини­

3*

6 7


мая лишь другую интерпретацию выражения интеграла

(1.34):

\Ф(£)= 2 «v£~v;

РК

v= 1

 

 

 

 

 

 

 

i

со

(1.118)

 

2

 

I

pR

Су^~

p R

со' (О

ф '(9

 

v=

1

 

 

 

 

п —2

 

 

 

 

$2 2

£v +

&0-

 

 

 

V = 0

 

 

 

Здесь под значениями av и cv понимаются корни системы (1.110) со свободными членами, отнесенными к pR.

Разделим действительные и мнимые части функций ф' (£) и ю' (£). В частности, имеем

ф'(9= —рк 2 vavs-v~1=pP(a;+^o,

v= 1

где

 

 

 

 

 

 

 

_

 

V

vov p~v- 1cos (v+ 1) 0;

 

 

 

V — 1

 

 

 

(1.119)

 

 

 

 

 

 

 

b[=

2

v av p -'’- 1sin(v+ 1)0.

 

 

 

 

V= 1

 

 

 

 

 

В свою очередь,

 

 

 

 

 

 

ы'(Q = R ( l —

2

= R (с'г + id[),

 

где

 

 

 

 

 

 

 

c[ =

1 —

2

vQv p~v~ 1cos (v +

1) 9;

 

 

 

V =

1

 

 

 

( 1. 120)

 

П

 

 

 

 

 

d[=

2

V9v p~ v_1 sin (v+ 1)0.

 

 

 

 

V= 1

 

 

 

 

 

 

Сумма нормальных напряжений в любой точке массива

определится формулой

 

 

 

 

° р + 0 е 3 : 4Re

ai + ibj

_ . gi ci + Ъх d1

р.

(1.121)

+ idг

/ 2

, 2

 

 

 

+

d1

 

 

Чтобы вычислить сумму нормальных напряжений

+ Од

в массиве на линии

контакта

его с обделкой,

необходимо

68


в формулу

(1.121)

подставить

значения

я /,

6/, с/

и с//

из (1.119) и (1.120) при величине р — 1.

 

напряжений

Найдем

далее

выражение

комбинации

Од — а”

2гг“0 на линии

 

контакта массива с обделкой.

Для этого

подставим

значение функции

ф (а) из

(1.118)

в (1.117) при р =

1.

Имеем

 

 

 

 

 

— (ое - о * 1+ 2гтрз) = J L

-

(-L .

[со' (а) ] 2

 

p R

 

 

со' ( а )

 

\ p R

 

Т

 

V—1

со (ст)' со' (о) — со (а) со" (а)

 

Z vcv 0Г*

 

 

 

p R [со' (а) ] 2

 

 

 

v= 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П—1

 

p

д ■i!r r ; cP''(a) ~

 

 

R

со (a)

2 а2

| со (а) ср" (а) _ — - г

|со' (а)

\

 

 

p R

 

+

 

CO(a) -о СШф со;

 

 

 

 

p# co' (a)

б2 2 v^

aV_1

V- ^ 1

 

ср' (а) со" (а)

со (а)' ф' (а)

со' (о)

p R p R

со со; ф

co;

pR

 

—со'(a) T

2

vcv a - v~ 1 + 62 ^ V/1V° V~ 1

d

v= 1

V= l

+ со' (a) Г -

2

d

v =

 

2a2 ( co(a)V(a)

,

|co'(a) |2 \

PR

Ь

<

Q1 [

V=

 

 

 

 

Но, как легко убедиться,

со (о)' = — а - 2 со' (а),

поэтому в массиве на линии контакта с обделкой имеет место соотношение

—~ (сте +

+ 2г'Тр0) =

,

-

со' ( о ) ср' (о)

 

P R

 

p R

 

 

I со'

(о)

 

со'(a)

2

- 1 +

б2

2

vHv crv+ 1

( 1. 122)

 

v—1

 

 

V—1

 

 

Разделив действительные и мнимые части выражения

(1.122), получим

М М

/2 , 2 R e

( с[ i d ' j ) 2 vav a - v - Ч -

— <?р :

 

С1 + d1

v= 1

69



+ (сх + id t )

- 7

£

vcv a - v + 1+

62

vAv ov+ , j | =

 

d V =

1

 

 

 

V —

1

J j

 

 

 

2p

{c[a'[ + d[b"i),

(1.123)

 

C1

где

+ +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a " = —

2

vavcos (v +

1) 6—

 

 

 

v = I

 

 

 

 

 

 

 

1

r

 

 

 

 

 

 

------ 2

VCvCOS(v — 1)0

 

 

 

d

V = 1

 

 

 

 

 

 

 

n — 2

 

 

 

 

 

 

— 62

2

v+,cos(v + 1)0;

 

 

 

V =

1

 

 

 

 

 

(1.124)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b'[ =

2

 

v a v s i n

(v

+

1)

0 —

 

 

 

V =

1

 

 

 

 

 

 

 

------ —

V V c v

s i n

(v

1 )0

+

 

 

d

v = 1

 

 

 

 

 

 

 

n—2

 

 

 

 

 

 

+

S2

2

V,4v s i n

(v +

1) 0.

 

 

 

V =

1

 

 

 

 

 

 

Касательные

напряжения на линии

контакта

обделки

с массивом выражаются формулой

 

 

 

 

тре = ■тт Р ■ ,2 (+ b [ "

а’Г).

где

 

ci + +

 

 

 

 

 

а[" —

2

vav cos (v +

1) 0 +

 

 

V = 1

 

 

,

1

Vi

v c V COS (v

1)0 +

+

_ 7 ~

2 j

 

v = 1

 

 

 

n — 2

 

 

+

62

2

cos (v +

1) 0;

 

 

V — 1

 

 

b[" =

S

 

 

 

2

vav sin (v+ 1) 0 +

 

V ~ 1

 

 

+ —

y\

vcv sin (v — 1)0 —

 

d

v = l

 

 

 

 

n — 2

 

 

— 62 2 vAySin ( v + 1)0.

v = 1

(1.125)

( 1. 126)

7 0