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: 90
Скачиваний: 0
где коэффициенты A h, / L ft выражаются формулами (6.27),
|
|
- ( |
1 \ |
2п+1 |
|
|
|
|
ЮI — I |
V 4 |
представим |
||
(6.29). Выражение - ^ |
|
|
(k — 1) (3ь.-г'3~к |
|||
следующим образом: |
|
1?=i |
|
|||
|
|
|
|
|||
М( |
2/1+1 |
|
|
|
|
|
- р т р р 2 ( ‘ - W H " J = f t + ( . a + |
||||||
+ ... + К о") ( |
P i |
+ |
2р2с-> + ... + 2пр2п о-в»+1) + |
|||
|
п+1 |
2/!+1 |
|
|||
|
+ 2 |
— |
|
1 |
( k - \ ) ^ o - K |
(7.26) |
Выпишем коэффициенты при положительных степенях а: |
||||||
С0 —hzРх + 2/z3 Рг + |
••• + (п — l)P n - i^ n |
|
||||
|
|
|
|
П—1 |
|
|
|
|
= |
6 х |
2 |
’VP v ^ V + l ) |
|
|
|
|
|
v = l |
|
|
C\ = hs^>1-\-2hi Рг+ ••• + (n —2) Pn_2^„ |
(7.27) |
|||||
|
|
|
|
n— 2 |
||
|
|
|
|
|
||
|
|
— 6 2 2 |
v P v A v + 2 ; |
|
||
|
|
|
|
V= |
1 |
|
Cn- 2 ~ Pl^n-
Коэффициенты при отрицательных степенях a:
с _ , = P i Ах2+р 2Л2 + |
. . . + и Р п |
= |
п |
|
|
= 2 |
Pv’> |
|
v=0 |
|
|
С—2 = Pl^O + 202^1+ ••• + (л+ 1) Pn+l^n — |
||
п |
|
|
= S (v + 1) hv Pv+i > |
||
V = 0 |
|
|
C-n = (n— 1) рп- х/г0 + |
«рп /гх+ |
... -f- |
n |
|
|
+ (2n— 1) Ргп-i h"n ~ 2 |
(v + n |
1) h v Pv+n—r, (7.28) |
v=o |
|
|
C—(n+1) =яРп^0 + (Я+ l)P n+ l^l+ ••• +
203
+ 2яРгп h n — 2 (v + n) |
Pv+л'. |
v=0 |
|
|
C-(n+2) |
= |
(r t -f - |
l ) P |
n + i ^ o + |
( n |
+ 2 ) |
P n•■•+ 2-^ 1 + |
||||||
|
+ 2 n p 2n^ n - l = ^ l |
л—1 |
(v + n + |
|
|
|
|
|||||||
|
2 |
|
l)^ v P v + /!+ b |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
v=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C-U/i+n =2n{Snh0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
В общем виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Л— ( Й + 1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
’ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
СА= 6Д+1 |
2 |
vpv/> |
+k+i (6 = |
0, 1,..., n — 2); |
|
||||||||
|
|
|
|
V=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C_ft= |
2 (у Л~k-—1)hv pv+ a—i (k — l,2,...,n); |
(7.29) |
|||||||||||
|
|
|
v=o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
n—((—I) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С-щ+о = V i |
|
|
(v-\-n-{-l— 1) hv pv+n+/—i |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
(/ = 1 , 2 , , n + 1)- |
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, выражение (7.26) имеет вид |
|
||||||||||||
|
ЮI ~ |
I |
2л+1 . |
|
|
|
|
л—2 |
|
|
|
|||
|
2л+1 |
|
W, |
|
п+1 |
|
|
2л+1 |
k=0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
gh |
|
|
|
|
|
. (7.30) |
||||
|
+ 2 С— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
й=1 |
|
|
|
k = \ |
|
|
й А=1 |
|
|
|
|
|
|
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
со |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
л—2 |
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а > ' ( с ) |
|
|
2 |
I |
1 -f-Xq |
. |
8 » 2 - 4>°‘ + |
2 |
' 4- t (J~k + |
|||||
|
П+1 |
|
|
|
|
|
|
*=о |
|
й=1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 2 ^ |
: 2 |
|
^ - |
1) а*<г ' а |
|
1+И1 |
в . 2 |
с *°' ■+ |
|||||
|
*=1 ” |
WftA=l |
|
|
|
|
|
|
k=0 |
|
|
|||
|
2п+ 1 |
|
|
|
л+1 |
2 л + 1 |
|
|
|
|
|
|||
|
+ 2 с--*+ 2 Д 2 |
“- м - |
т - Й .(7.31) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
й=Г "®Ай=Т |
|
|
|
|
|
204
Интеграл типа Коши от этого выражения имеет значения:
- ! 1
1 Г |
Vа |
Р2‘ (О) |
d a |
2 n i J |
(О' ( а ) |
0—1 |
|
г |
|
|
|
|
|
|
п+1 |
F
1+ Щ ft= 1 |
|
|
X V (£ _ l)A hr |
1+Ki |
|
ft= i |
||
|
X
«+ 1
2 c . kr ‘ + k = i
n 4 1 |
4 |
2n-f- 1 |
|
|
|
||
+ 2 |
|
2 |
|
, t |
вне Г; |
(7.32) |
|
*= ib |
|
й &=l |
|
|
|
|
|
|
i 2 ^ ! ( ^ - d 6 2 У л ^ ' Ч |
|
|
||||
|
2 |
11+«» |
& |
|
|
||
|
1 |
-б* |
V |
C fc£* J, £ внутри |
Г. |
|
|
l +*i |
kМ= |
0 |
|
|
|
После подстановки (7.32) в (7.22), (7.23) с учетом (7.21)
получим
YbR2 |
V |
п |
|
|
2 п |
^ |
|
l - L - S h k l k- X ' |
Xl |
||||||
<£(£) = |
|
и . |
^ |
~ ~ |
■ 1 , „ |
|
|
|
|
1 + |
|
|
1+ Ч = 0 |
|
|
|
|
п—2 |
|
|
п — 2 |
|
|
+■ |
^ 2 ^ + 7 4 2 ^ |
(7.33) |
|||||
1+к° |
**^о |
|
1+Kl |
ft=o |
|
||
|
|
|
n+l |
|
|
л Ч 1 |
|
<Яго - - ч |
|
4 |
2 |
|
d (1 |
+25ii) |
+ |
|
|
|
&= 1 |
|
|
|
|
+ d 1 + Ко |
2 ^ + 2 |
4 2 |
+ |
||
|
L* = i |
ft=i 3 |
|
K*ft=i |
|
2я-Ь1 |
л-j-l |
|
2л-|-1 |
|
|
|
2 с-*г*+2 A |
- f t |
|
||
1 + X i |
2 <*-w«e |
|
|||
*=1 |
ft=i b |
|
* ft=i |
|
(7.34)
205
Подставляем значения полученных функций в гранич ное условие (7.4), при этом оно примет вид (1.50) с выписан ной ниже правой частью:
D (R lG) = - Р ; ( |
( R ^ - Ql (В Д - |
а) со' ( R i o )
|
|
|
1+ Щ4 = 1 |
|
|
|
|
|
|
- f |
Ri |
|
|
|
- 4 |
—k |
CO |
---- |
|
|
i - i f w |
|
\ О |
|
|
||
v |
|
|
|
1+Xo |
2 c * - 1)* |
|
l + Kl 4 = 0 |
|
|
CO'(#10) |
|||
|
|
4 = 1 |
||||
|
|
|
2Л+ |
1 |
|
|
xflh R r ka~ k + ^ ~ i |
2 |
(*— V h - i R r ka |
||||
n |
|
|
4=1 |
|
2П |
|
|
|
|
|
|
||
1+ Xo‘ 2 |
A* Ri ~ 1 |
:1+ |
. 2 A |
R‘ a“ + |
||
4= 1 |
n—2 |
|
|
|
4 = 0 |
|
|
|
|
|
n —2 |
|
|
1 + X o <*«, |
2 |
л ‘ я ! ° ‘ + т т 7 ,8! 2 |
c * « a* + |
|||
|
4 = 0 |
|
|
|
4 = 0 |
|
Xi 1+Xi
n+l |
|
n +l |
"V ahR~ka~k |
------------- У afe^7*cr-* + |
|
^ |
h 1 |
d(l + xi) ^ * 1 |
4 = 1 |
|
4= 1 |
dF
2 ^-»R r*»-* +
1 +x0 .£= 1 n+I n
4 = 1 |
1 |
* 4 = 1 |
|
|
1 |
"2n+ 1 |
|
|
2 ; с _4 я г *о- ‘ + |
|
|
|
|
|
|
Я+ 1 |
1 +Xi . 4 = 1 |
|
|
#4 |
2n+l |
. (7.35) |
|
|
2 ( ft- D P * - i RTk ° - k |
||
4 = 1 |
|
||
R i * p - a h |
|
||
Далее, умножаем полученное граничное условие для |
|||
односвязной области |
на ядро Коши |
и интегри- |
206
руем его почленно по Г, считая точку т] расположенной последовательно вне и внутри Г. При этом заметим, что
Ri
|
|
|
|
|
п — 2 |
|
|
7 7 ^ 7 2 |
|
|
= 5 , 2 Л*о* + |
||
|
^ 1 |
' ft=l |
|
к—О |
||
|
|
|
п+ 1 |
|
|
|
+ 2 |
<*-*+ |
2 » Rl8k |
2 ( * - ]) А* |
o -fe; (7.36) |
||
6 = 1 |
|
|
6=1 « l ° - aS 6=1 |
|
||
- ( |
R1 , |
|
|
|
п — 2 |
|
(ОI ---- I 2/1+1 |
|
|
||||
7 7 ^ |
7 7 7 |
2 |
( ^ - i ) P ft- i ^ r ft^ = 6 2 2 |
a ^ + |
||
v |
1 ' |
6 = 1 |
/!+1 |
Ост' |
6 = |
0 |
2/1 + 1 |
|
|
2л+ 1 |
|
||
+ 2 c i » - ‘ + 2 ^ 2 ^ - i ) b - + r ftrt—k |
||||||
b_, |
|
|
6=1 |
1 |
A >•—' |
|
/6 = 1 |
|
|
|
|
/6 = 1 |
|
где коэффициенты Ah, A'—k определяются формулами (6.36), коэффициенты же C'k, CLk выражаются соотношениями:
|
|
n-(ft+i) |
|
|
|
|||
C'k = h+x |
s |
|
vpy R r {v+l)h'v+k+1 |
|
||||
2 |
|
|
||||||
|
|
V=1 |
|
|
{k = 0, 1,.... n —2); |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
C i * = 2 |
|
(v + ^ - l ) / i ; ^ r (v+A)Pv+ft-i |
||||||
v= o |
|
|
|
|
|
(7.37) |
||
|
|
n -(/-l) |
|
|
(6 = l,2,...,n); |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Cl(/i+i) = 6;-i |
2 |
|
(v + n + ^— 1)X |
|
||||
|
|
v=o |
|
|
|
|
|
|
X/Zv^r(v+n+,)P v + /i+ / - i(/= 1,2,..., n + 1). |
||||||||
Таким образом, |
получаем |
|
|
|||||
|
|
Rt |
|
|
|
|
|
|
- f |
- |
|
|
1+ x0 |
|
2 ( ^ - i ) ^ ^ r 4^ + |
||
2iniл» J |
co'(jRia)со |
|
k=i |
|
||||
г |
. |
2/1+1 |
|
|
||||
|
|
|
|
da |
||||
■ r r - 2 |
( k - W k- i R r k ° ~ k |
|||||||
a—t] |
||||||||
1 + X1 > 4 |
|
|
|
|
||||
|
|
ft=l |
|
|
|
|
|
207