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: 107
Скачиваний: 0
|
|
|
l / r / f 2 |
L |
r/T*2 • |
) |
|
|
|
||
|
|
** |
• k — |
у |
~1 |
^k |
|
|
|
|
|
arctg |
а к |
|
|
at > |
0 , |
ri * * |
> |
0 |
; |
||
ak |
|
|
®>k |
||||||||
|
|
** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я — arctg |
ak |
|
at < |
0 , |
& k |
> |
0 |
; |
|||
ak |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
+ arctg |
ak |
|
at < |
|
|
|
|
|
||
* |
|
0 , |
|
< |
0 |
; |
|||||
|
|
|
a k |
|
|
|
|
|
|
|
|
q>k = 2я —arctg |
** |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ak |
|
at > |
0 , |
г-/** |
< |
0 |
; |
||||
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
ak |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
О |
r / * * |
> |
0 |
; |
|
2 |
’ |
|
|
|
|
& k |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 j x |
|
|
|
|
at =0, |
« Г |
< |
0 |
; |
||
2 |
’ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0, |
|
|
|
|
a't > |
0 , |
at* |
= |
|
0 ; |
|
^ Я, |
|
|
|
at < |
0 , |
at = 0 . |
4. Вычисляются величины:
Ah=5rt cos 4cp&—Зб]г r\ cos 2(pft—4q2 rkcos<ph—3q8\ Bh = 5r%sin A^k —2>ql r%sin 2cpft—Aq2 rk sin cpfe;
c h = qirl cos 9cpft+ |
q3 r\ cos 8cpfc + q2 r\ cos 7yh + |
+ q1 r%cos 6<pft+ |
r%cos 4tpfe; |
Dh = Qi r%sin 9cpfe + q3 r\ sin 8cpfe + q2 r\ sin 7cpfe + + (?! r\ sin 6cpft+ r\ sin 4cpfe;
C'k= qt r \ R ~ 9 cos 9cpft+ q3 r\ R ~ 7 cos 8cpfe +
+q2r l R - 5cos7(fh + q1r l R - 3cos 6cpfe +
+4 /?iCos4(pft;
D'k = qi rl: R r 9 sin9cpft+ q3 r\ R^~7sin 8cpfe + |
|
|
-\-q2r\ R ~ 5 sin 7q>h + q1rl R f |
3 sin 6tpfe + |
|
+ r\ Rxsin 4cpfe |
|
|
и определяются значения |
|
|
Ak Ck 4- Bh Dk |
^h Dh |
Bh Ck |
uk |
A% + |
B% |
A\ +B% |
(1.148)
(1.149)
82
u i= i h C i j t i l E L . |
AMD i - B kci |
, |
5 |
Ak + Bl |
A l + B l |
' |
' |
Результаты этих вычислений занесены в табл. 1.3. Далее по формуле
|
5 |
|
|
|
C*m = R l |
2 |
1[ ( Я г ‘“ft— « Д COS ( т ~ 1) (ph~ |
|
|
|
k—1 |
|
|
|
|
—( R r lvh ~ v'k)sin(m — l)cpft] |
(1.151) |
||
находятся |
величины: |
|
|
|
|
|
(m = |
1,2); |
|
|
|
0,2767; |
0,008673. |
|
5. Вычисляются коэффициенты и решается линейная алгебраическая система 10 уравнений вида
4 |
|
6 |
&т, v «V dm |
(tn = |
|
|
|
2 |
С/п, v Cv |
2 |
1, |
..., |
4); |
||
v= 1 |
|
V= 1 |
|
|
|
(1.152) |
|
4 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
C/n, v Cv “b |
2 |
v “v — |
(/Я — |
3, |
. . . i |
6). |
v = 1 |
|
v = 1 |
|
|
|
|
Коэффициенты при неизвестных cv в первых четырех уравнениях определяются следующим образом:
Я? +-rRrm—mRrm+l 2 гьт~2X
d а= l
X [ ( # r ‘“ft— “ft) cos2(m — l)cpfe —
— (Я г 1vk— v'k) sin 2 (m— 1) tpj
при m = v; (I 153)
v
■vR ~m + 1 2 /-ft+m _2X
a= l
X[(Я г1“ft—“ft) cos (m+ v —2) cpfe —
—(Я г 1wft—fft)sin(m + v— 2) cpft]
при m Ф v.
Коэффициенты при ov (v = 1, 2, ..., 6) в первых четырех уравнениях:
й1,1 = ^Я г1(^1—Я г 1/ч) + |
1 X |
X[/г3(Яг1/гг-^ +^ИЯг2^ - Ля)1; |
|
aj ,3 = г^ яг1(Л?- Я г 2 а;н |
2<гяг* К (# г 1К - fti); |
83
al i 3 = 3^i?f1 (A3 —Я г 3Аз); |
|
|
fli,4 = 4^Я г1(A4 —Я г 4 л;); |
Oi,5 = «1 , 6 = 0; |
|
«2,1 = *#Г 2 (^о— AJ) + d R - 2 [h3 (h'0 — ho) + |
||
+ 2Л4(/?г 1Л1-Й1)]; |
|
|
a2 i 2 = 2 /Я г2 (/ii— Я г 1 A') -f 2dR~2A4 (A'— A0); |
||
«2 , 3 = 3 t R r 2(A2 —Яг 2 лз); |
|
|
«2,4=4 ^ г 2 (/гз— # r 3 лз); |
|
|
« 2,5 = |
5 А Я г 2 (А4 — Я г 4 А'); |
я 2,б = 0; |
«зд = |
^Я г3 с* -{- 2АЯг3 А4 (А'— А0) — d R ~ 3 с\ А3; } (1.154) |
|
a3:z = 2 t R - 3 (А0 — А') — 2dR ~ 3 с[ А4; |
||
«з,з = |
З /Я г3 (А4 — Я г 1 А;); |
|
a3A= 4tR~3(А2— Яг 2 Л;); |
|
|
«з,5 = 5 /Я г 3 (А3— Я г 3 А;); |
|
|
«з,б = бЯ ?г3 (А4— Я г 4 а;); |
|
|
«4 , 1 = |
4 с 2 —^ Я г 4 ( « 2 А3 + 2с; А4); |
|
а4 _2 = 2^Яг4 «I —■2dR~4с* А4; |
||
«4,з = |
З / Я г 4 (А0 — А'); |
|
« 4)4 = 4 /Я г 4 (Ах— Я г 1 А4); |
|
|
«4,5 = 5^Яг4 (А2— Я г 2 а;); |
|
|
«4,6 = б*Яг4 (А3— Я г 3 а;). |
|
Коэффициенты при cv (v = 1, |
4) остальных шести |
уравнений находятся из соотношений |
|
уЯ ? -1А ^ + 1 — vЯ f + 1 i г Г и_2 X |
|
ft= 1 |
|
X [(Я г1«h—«*) cos (v—m —2) cpft— |
|
—(Я г 1«ft—«ft) sin (v—m —2)cpft] |
|
при |
m — v > 2 ; |
Wtt, V |
(1.155) |
|
— уЯ^+ 1 2 г Г т _ 2 Х |
|
ft= l |
|
X [(Я г1«ft—«*) cos (v—m—2) q)ft— |
|
— (Я г 1«ft—«ft) sin (v—m — 2) cpj |
I |
при m— v ^ 2 ..j |
84
Коэффициенты при av (v = |
1, |
6) последних шести |
|
уравнений определяются по формулам: |
|||
а{,\ = tR ~ 1 |
h3+dRx [h3(Rф3 h'3—h3)+ |
||
+ 2hi (Rr *h't - |
h4)] - tRr W3 - |
dR~ 1h3, |
|
ai,2 = 2yR1hi + 2dR1 h4 {R~* |
h3) ~ |
|
—2 tR ^ 3 hi —2dR~ 1h4,
й/,з == a 'i,4 ~а[,ь = <2 1 , 6 = 0;
fl2, l = yR\ К + dR{ h3 (R~ 4 h4—A4)— |
|
|
(1.156) |
||||||||
|
—^ Г 2 Л '— d R ^ 2h4, |
|
|
|
|
|
|||||
a.2 , 2 = t R r 2 + sR21 + 2dR21 h4 (R~4 h4— A4); |
|
|
|||||||||
0-2,3 ~ 02,4 ~ а2,в ~ О2,Q= 0j |
|
|
|
|
|
||||||
|
& |
|
|
0 |
|
m=j= k |
(tn=3, 4, 5, 6). |
|
|
||
|
|
|
|
s^i |
m = k |
|
|
|
|
|
|
Свободные члены системы |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
f |
Ri |
m - 1 |
d'm = \ |
i |
m (m— 1,2, Э, 4);| |
l5y |
|||
|
|
I |
0 |
ш ф 1 ; |
|
1 |
0 |
(m = 5,6). |
j |
V |
|
|
В рассматриваемом примере матрица системы уравне |
||||||||||
ний (1.152) |
для определения cv и av имеет вид, приведен |
||||||||||
ный в табл. |
1.4. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Корни этой системы получились равными: сх — 0,05178; |
||||||||||
с2 = |
—0,0006701; |
ся = —0,003007; |
с4 = |
—0,0008203; |
|||||||
ах = —0,107; |
а2 = —0,02166; |
а3 = 0,04554; |
|||||||||
аА = |
—0,01381; |
а5 = —0,00009915; |
а6= |
0,00002037. |
|||||||
|
6. |
|
Полученные из решения системы (1.152) значения |
||||||||
неизвестных cv (v = I, |
..., 4) и av |
(v = |
1, ..., |
6) подставля |
|||||||
ются в формулы: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
а' = |
— 2 |
vavcos (v + |
1) 9; |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
v= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
b[ |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
2 |
Vav s i n ( v + 1)0; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
V — 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
1 — 2 |
cos (v -f 1) 0; |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
V= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
d[ |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
2 |
v^vsin(v + 1)0; |
|
|
|
|
( 1.158) |
||||
|
|
V= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85
ах |
1 |
4 |
vcvcos(v — 1)0 — |
|
|
= — |
2 |
|
|||
|
d v= l |
|
|
||
|
6 |
vavcos (v + 1) 0 — |
2 |
|
|
|
— 2 |
2 |
v+, cos (v +1)6; |
||
|
v = 1 |
|
v = 1 |
|
|
b'[ --- ----------- |
V VCV sin (v — 1) 0 + |
||||
|
6 |
d |
V= 1 |
2 |
|
|
|
|
|
||
|
+ 2 |
vavsin(v+ 1)0 + |
2 |
vA, sin (v + 1) 0, |
|
|
v = 1 |
|
V= 1 |
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ax = ciyh3 + 2ajiy, |
A 2 = ayh4, |
и определяются радиальные напряжения Op и нормальные
тангенциальные напряжения Од в массиве на линии кон такта его с обделкой тоннеля из соотношений
„ м _ |
с { ( 2 а у’ — а' у) + d [ ( 2 b [ — b y ) |
_ |
|
и р |
72 |
72 |
|
|
С1 + ^1 |
(1.159) |
|
|
|
|
|
„ М |
Су ( 2 а'у 4 - а' у) + |
d y ( 2 b [ + b"y) |
„ |
°е = |
----------------72------ |
72--------------- |
Р- |
ci + +
Касательные напряжения на линии контакта опреде ляются формулой
|
|
_М |
Су Ь у ’ — d [ d y |
|
(1.160) |
|
|
Тр9 = |
/ 2 |
/ 2 |
|
||
|
|
|
Cy |
- f - d y |
|
|
где |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
a '" = — 2 |
vavcos(v+ 1)0 + |
|
|
|||
|
V — 1 |
|
|
|
|
|
+ +Г |
2 |
vcvcos(v— 1)0 + |
2 |
vA,cos (v+ 1)0; |
||
d |
v = |
1 |
|
|
v = i |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
6 i"= 2 |
vav sin (v -f 1) 0 + |
|
|
|||
V — I |
|
|
|
|
|
|
+ 7 |
2 |
vcvsin(v— 1)0— |
2 |
v^4v sin (v + 1) 0, |
||
“ |
v=l |
|
|
v= 1 |
|
86