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: 91

Скачиваний: 0

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

Производная функции Р 2 (£) на Г, как следует из (1.39), имеет вид

п — 2

Р2 (<*) = W (a) + d6 2 2

kAh o ~ k~ l.

(1.41)

ft =

0

 

Тогда

 

 

 

 

 

Б ( - ±

»-)/ /

\ dQ

f

г

1

 

Vo1 /

2 n i J со' (а)

■ P i

( О----) г = —

,J

' , , ,

 

а- —£*

2n-ягt

со' (а)

г

 

 

 

 

 

 

 

со I — \

я— 2

 

аг —*—1

+ d — Г —±-2—L V ^

 

2 яс J

СО' (о)

£ = 0

 

 

 

 

 

 

 

/ / \ d(f f

Ф ( ° ) ---- г +

0 — 1

d o

(1.42)

Запишем подынтегральное выражение второго слагаемо­ го правой части (1.42):

со {— \

п -

2

°g)

2

= (Ao+^i<r+... + Anor«) х

*= 0

x(А1в-2 + 2А2о-3-{- ... + (я —2) Лп—2 a - '1+ 1)-

n+

1

n —2

 

 

+ 2

. -

у k A „ a -k- 1

 

 

^ 2

 

 

 

 

-«A,

 

 

 

 

‘ A = 0

 

 

Коэффициенты при положительных степенях а выра­

жаются соотношениями:

 

 

 

Яо — Aih^Т-2 Л2 /г3+

... +

(я 2 ) Лп_2 /гп_! = б2

у

vЛv + 1 ;

 

 

 

V — 1

 

 

 

 

п — 2

 

^ 1 *=ЛЛ3 + 2 Л2 А4-(- ... + ( я —2 ) Л„_2 ЯП= б2

у vЛv/гv+г ;

 

 

 

V — 1

 

В2 = А ^ 4 + 2Л2 5 +

... + (я—3) An—zhn8 3

у

уЛ ^ г+ з;

 

 

 

v= 1

Вп-1 — Aihn’

 

 

 

 

В общем виде

 

 

 

 

«-(*+ 1 )

 

 

 

5 ft = 8ft+ 1 у

\ЛуАу+*+1 (Л = 1 , 2.......я—2);

v= 1

40


 

 

 

 

п — 2

 

 

 

 

 

 

 

 

J3q= 82

vAv Av+i*

 

(1.43)

 

 

 

 

v = 1

 

 

 

 

Коэффициенты при отрицательных

степенях

а:

B-i = А ^ 1

 

+

2 2 -ф...ф-(/г —2) Лп_2 /гп_2 = 6 2

2 ]

vAv/zv;

 

 

 

 

 

 

 

 

v — О

 

= Лх/г0 +

2/г1+...-{-(п

2) Л7г_2 п -

3 = 6 2

^

уЛу/гу_ 1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

V— 1

 

 

 

 

 

 

 

 

п — 2

 

В_3 =2Л 2й0 + ЗЛ 3^х+...-1-(п

2) Лп_2 /1л _ 4 = б2

2 ]

vЛv/гv_ 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

V = 2

В. ( r t - 1 ) 6 2 (п 2 ) Лп_2 й0.

 

 

 

 

 

Таким образом,

 

 

 

 

 

 

 

п —2

 

 

 

..., п — 1).

 

8 - ь = 6 2

 

2

 

* Л Ж _ * + 1

(6 = 1 ,2 ,

(1.44)

 

v~k1

 

 

 

 

 

 

Учитывая приведенные формулы, имеем

 

 

-

 

/

1

Я — 2

 

п — 2

 

 

со

 

 

 

 

 

 

со' 0(а)

2 6 Л й а - *-- ‘ = 6.

ft =

0

 

 

 

 

п— 1

6= 0

 

 

 

 

 

л + 1

л —2

 

 

 

 

 

fe=l

- f t о -‘+2 a 8 ha h

ft = 0

 

 

 

 

 

k = i

 

 

 

 

Таким образом, второе слагаемое правой части (1.42) имеет вид

 

d -ii- f ^ 1 -2 -1 2% Л лаг-- 1

do

 

2 Я( J со' (а)

^

 

 

а— £

 

р

« = О

 

 

 

 

л — 1

л -|-1

л — 2

 

-Фб2

2 ; в - * с - * - б 8</ 2

7

^ 2

^ ^ _1’ ? в н еГ -

 

= 1

" ^ ~ а ^ = 0

 

 

л — 2

 

 

 

 

d6 2

2 ) 8 ft С*, £ внутри

Г.

 

 

 

ft= 0

 

 

 

 

41


Отсюда с учетом (1.34) получим

 

 

 

-

1

1

 

 

 

 

 

 

1

* со (\

О

 

 

da

 

 

 

2ni

J

со' (a)

Р'2 {°) в - i

 

 

 

Я+ 1

г

 

 

 

 

 

 

— t

 

 

 

 

 

 

- k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k—l

 

 

*= l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-db,

n— I

n + I

8k

n—2

 

, £ внеГ; (1.46)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A=

aft ft= 0

 

 

= 1

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2

 

 

n — 2

 

 

 

 

-tb.

^

Л £*Н -^в ^

 

£ внутри Г.

^

й= 0

 

 

k=Q

 

 

 

 

Подставляя

значения

интегралов

из (1.40) и (1.46) при

£ внутри

Г

в формулу

(1.37),

имеем

 

 

 

 

~ (

1

N

 

Л ~

2

 

 

Qi (£) = scp i —

i—/б,

2

л ^ + / б 0+

 

 

 

 

 

 

 

k =

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

—/

1

 

 

 

л+ 1

 

 

 

 

СО ( т ) «

 

 

k=\

 

 

 

 

«'(О

Я|(£) +

 

 

^2 £—«s

 

 

 

 

 

 

 

 

+ tb2n^ A

k ^k- d b 2n^ B h^ .

 

 

 

k=0

 

 

 

ft= 0

 

После приведения подобных членов функция Qx (£) при­

мет

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п — 2

Ah ^>kJrlb.

 

 

Qi(D —S Ф

 

) + у б 2 2

 

~

! \

 

 

k=0

 

 

 

 

 

 

 

п — 2

 

со

гг+ 1

 

 

 

(1.47)

Ю' (О ■^ ( 0 + 2

 

г—

■^ ю -

2 5* s*.

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

^ ^ ^

__

Кр fxt

-f Ц о __ Ki [х04~ pi

 

 

 

 

P o ( l + X l )

Р о (1 + К !)

 

 

_

(Ко — 1) Их— (Xi— 1) Но

 

(1.48)

 

 

 

Цо ( 1

+ Xi)

 

 

 

 

 

 

 

 

42


Подстановка (1.36), (1.40) и (1.46) при £ вне Г в формулу

(1.35) дает

Qa(9 = t

ф' ©

 

2

, gh

 

2

х

^-*с-

 

 

 

k = ll - « h

£

 

 

— P i

{ —

) --- -Со— /

ф' (о

п+ 1

gk

 

2

l — ah

d

I t

 

 

d

 

n+l

 

k=i

2

 

 

 

 

lbn

gft

 

Ю —

 

 

 

 

 

£—«ft

A= 1

 

 

 

 

*= 1

 

 

П+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— t

’’ro S tf^ -S -4- '

 

n — 1

 

k

=

i b

 

* =

i

 

 

 

 

 

 

n-\- 1

n — 2

 

 

 

—C?6 n

2

. * = 1

й -* е-* + A=lfe ftA= 0 + ^o-

После приведения подобных членов функция Q2 (£) опре­ делится формулой

П-\- 1

 

00

Q» ( £ )= -* ф' ® 2

е= ^ - 2

^ - *

k=xt - * n

 

k=l

n — 1

n + l

 

n — 2

-d8

 

 

 

 

.*= 1

A= 1 b

я A= 0

n + l

 

,

 

(1.49)

£= 1

 

 

 

 

k

=

l

Таким образом, мы выразили

функции Q2 (£), Q2 (£),

Р 2 (£) и ф (£) через функции ф (£)

и Р х (£). Найденные

значения указанных функций подставляем в граничное

условие

(1.7), которое с учетом (1.9)

примет вид

 

 

- I R г

 

 

 

 

 

 

)+

 

(v)+^

 

со

Ri

- J R

i

, , , D

 

P;(^ia) + Q2(P1a ) = - p c B ( ^ - ) + C. (1.50)

со'

(Rt а)

 

\

a j

Итак, вопрос сводится к рассмотрению краевой задачи теории упругости для бесконечной плоскости с отверстием,

43