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

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

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 Ах22Л2 +

. . . + 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 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

' ( 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+ Xo2

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

at]

1 + X1 > 4

 

 

 

 

 

 

ft=l

 

 

 

 

 

207