книги / Оболочки и пластины
..pdfгде допустимые функции Ми М2, М12 удовлетворяют уравнению равно весия
д*Мг |
, |
2 д2М1а . |
аам 2 |
(3,7,37) |
|
д£а |
+ |
dgfti + |
дг? |
||
|
Здесь Л1ь Мг — изгибающие моменты, М \2— крутящий момент. В слу чае граничных условий в форме (3, 7, 29)
У*(в) = У(ю). |
(3,7,38) |
Здесь, как и в (3, 7, 36), а означает совокупность величин М,, М2, M i2- Уравнение равновесия (3, 7, 37) будет удовлетворено, если положим
M X= |
- D ( |
d2w* . |
d*w* |
\ |
||
|
|
|
|
V |
at)2 |
) ’ |
Ma = |
- D ( |
' d*w* |
h V |
ai2 |
(3,7,39) |
|
|
|
, |
dr? |
|
) ’ |
Mu = - D ( 1 - v ) agar, •
где w* — произвольная функция, удовлетворяющая уравнению
V4 |
(3,7,40) |
Вэтом легко убедиться путем непосредственной подстановки (3, 7, 39)
вуравнение (3, 7, 37).
Внося (3, 7, 39) в (3, 7, 36), найдем
а2ш |
d2w* |
V* (а) = V (w) = - f И {(у2Ш,*)а - 2 (1 ~ v) [ d£ 2 |
дг? |
|
(3,7,41) |
Следует отметить, что при решении конкретных задач может ока заться более выгодным взять допустимые функции для М ь М2, М12 не в виде (3, 7, 39). При выборе их важно, чтобы было удовлетворено лишь уравнение равновесия (3, 7, 37).
Отметим, что при рассматриваемых граничных условиях (3, 7, 29) вариационная задача о минимуме функционала (3, 7, 41) может быть заменена задачей о минимуме функционала
V (W) = |
(v%*)2 didr), |
(3,7,42) |
|
|
s |
|
|
где допустимые функции w* удовлетворяют тому же уравнению |
(3, 7, |
||
40). |
|
|
|
Пусть теперь каким-либо способом найдены приближенные реше |
|||
ния wn и w'n задач (3, 7, 28) —(3, 7, 29) и (3, 7, 30) —(3, 7, 31), |
при |
этом wn и wn' удовлетворяют тем же граничным условиям, что w и ш', т. е.
_ dwn
) -- dn = 0 на l.
(3,7,43)
) = * = 0 на / n dn
|
V ю = |
v Ю |
= |
т И |
iv 4 m)' |
йЫц’ |
(3,7,53) |
|
v К ,, О |
= Y |
Я |
V*«;v2< |
^ , |
(3,7,54) |
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
где |
и и; удовлетворяют уравнениям |
вида |
(3, 7, 40), т. е. |
|
|||
|
|
V2( V 4 ) = ^ - . |
|
|
(3,7,55) |
||
|
|
V2(V20 |
= |
|
|
(3,7,56) |
Здесь уместно отметить два обстоятельства, которые позже нами будут использованы.
Во-первых, если приближенные решения и т и и т найдены методом Ритца, т. е. из. условия минимума потенциальной энергии П(м) и П(и')
(формула (3, 7, 32)), то выражение для Ьпт в (3, 7, 47) упрощается:
Ьпт= |
|
q 'w A M |
+ Y V |
|
(3,7,57) |
||
Во-вторых, если в качестве |
«*t и u'm |
взяты функции |
|||||
Um = Wm - Wn> |
иГт= |
rsf'т— w п’, |
|
(3,7,58) |
|||
причем |
|
|
|
|
|
|
|
V |
m |
D |
|
V4- m = - f . |
|
(3,7,59) |
|
то получим |
|
|
|
|
|
|
|
v 2 ( v 4 ) |
= |
v 4< |
vX = - i ^ 2 - = |
Р |
, |
||
— |
п |
D |
D |
|
|||
|
|
|
v |
(3,7,60) |
|||
|
|
|
— v 4 = |
= Р' |
|||
v 2 ( v 20 = v 4< |
|
||||||
|
|
|
у |
П |
D |
D |
|
и, следовательно, функции |
и'т , иV, |
определенные из |
(3, 7, 58), будут |
удовлетворять уравнениям (3, 7, 55) и (3, 7, 56) соответственно. Воспользовавшись соображениями, отмеченными выше, внеся
(3, 7, 58) в (3, 7, 52) —(3, 7, 53), а затем в (3, 7, 48), после некоторых преобразований найдем
6 = у П Э К |
) + |
! / « ) ] [5 К ) |
+ У« ) ] , |
(3,7,61) |
^лт = |
— (^п "1~ Ьт), |
|
|
|
где 3(а»)— потенциальная |
энергия; V (w )— дополнительная |
работа; |
||
Ь„, Ьт — коэффициенты при X в первой степени в выражениях для |
||||
9(w n+ Xwn) и V (w^ + А,оЛ) |
соответственно. |
Использование |
оценки |
|
(3, 7, 48) вместо (3, 7, 61) |
приводит, вообще |
говоря, к уменьшению |
вычислительной работы, ибо при использовании формулы |
(3, 7, 48) 6-*0 |
||||||||
при n-^-сонезависимо от значения /п. |
|
|
положим в (3, 7, 56) |
||||||
Совершенно аналогично, |
если, в частности, |
||||||||
|
|
|
— All,,, |
М1п, |
Mini — Л12т |
А12п, |
(3,7,62) |
||
|
|
|
^12т = М*2т —М12л, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
где |
Alim, |
Л12т, А4*2т — допустимые функции, удовлетворяющие урав |
|||||||
нению равновесия |
(3, 7, 37): |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
^ |
т |
3*М2т |
|
(3,7,63) |
|
|
|
|
|
|
|
Э]2 = |
— <7. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
а А1,,„ М2я, Mi2n — моменты, |
соответствующие прогибу |
пластинки w,„ |
|||||||
возникающему под действием нагрузки qn, то из |
(3, 7, 36) и (3, 7, 48) |
||||||||
с учетом (3, 7, 32) |
и (3, 7, 33) |
после некоторых преобразований найдем |
|||||||
|
|
б = |
- J \/[Э ю |
+ |
Г ( |
О [Э] |
К ) + Г (crm)j. |
(3,7,64) |
|
Здесь crm |
означает совокупность функций |
Mim, |
М ™, |
Mi2m, (Тт— со |
|||||
вокупность функций Mim, M2m, M12m> |
которые удовлетворяют уравне |
||||||||
ниям |
(3, 7, 37) и (3, 7, 64), где g заменено на q' |
|
|
||||||
И в этом случае использование оценки |
(3, 7, 48) приводит, вообще |
говоря, к уменьшению объема вычислительной работы по сравнению с оценкой (3, 7, 64).
Положим, что допустимые функции в рассматриваемых вариацион
ных задачах взяты в виде |
|
|
|
|
|
|
|
wn= Ojcp! -f |
+ а„ф„, |
w’n= Ctjtpx + |
+ <ур„, |
(3,7,65) |
|
W'm= Фо + РхФх + |
+ РтФт> |
“£ = Фо + Р№ + |
+ РЖ » |
(3-7-66) |
||
где ап> а |
ip^, р* — подлежащие определению постоянные, фь — допус |
|||||
тимые функции, удовлетворяющие |
на |
контуре граничным условиям |
||||
(3, 7, 29); |
ф/i — допустимые функции, |
удовлетворяющие однородному |
||||
уравнению |
(3, 7, 28); ф0, фо — частные решения неоднородных уравне |
ний (3, 7, 28) и (3, 7, 30) соответственно. Пусть уравнения, полученные
из условия минимума Э(ш), 9(w '), |
V*(w), |
V*(w'), будут |
|
|
|||
fc= iaifiik — di, |
|
akc ik |
- dk< |
|
(3,7,67) |
||
k=\ |
|
|
,, |
|
|||
m |
= di |
v |
m |
p ; c *a.At=, |
(3,7,68) |
||
P |
|||||||
k=\ |
|
A=1 |
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
c ik = D | |
j |
|
di |
= |
j^“J Ыц’ |
|
(3,7,69) |
|
d i = |
jq'<f>iCfcdr\;j |
|
|
|
|
С'к =£> [ |
Г |
d] = |
Г |
| + С0; |
|
||
|
' s |
|
|
s |
|
|
(3,7,70) |
|
d 7 |
= j j |
q 'tyid ld x] + |
Со, |
|
||
|
|
|
|||||
|
n |
|
m |
|
|
|
(3,7,71) |
|
bn = Y t |
abdk' |
b'n = Z |
|
M* + d0. |
|
|
|
*=1 |
|
k=\ |
|
|
|
|
причем C0 и Со' |
вычисляются |
по формуле |
(3, 7, 70) |
с подстановкой |
|||
вместо ф функций ф0 и фо |
соответственно. |
|
|
|
|
||
После некоторых преобразований получим |
|
|
|||||
5 W = ~ T S a A ’ Г Ю = - |
+ |
(3,7,72) |
|||||
|
|
||||||
|
А = 1 |
|
|
k = \ |
|
|
|
|
п |
|
|
|
m |
|
|
э w = |
- \ S |
a'k-dk’ |
г к , 1) = |
■ y ^ P A |
+ ft', |
(3,7,73) |
|
|
k=\ |
|
|
|
|
|
где h = V" (ф0), h' = V*(^); ^ — коэффициент при А, в первой степени в выражении. V (ф„ + Ц ’о)-
Положим теперь, что q' — сосредоточенная в точке (£, л) единичная
сила, нормальная к пластинке. |
В этом случае |
можно показать, что |
||
bn = b*m = a>„(£, т]) + w*m (£> Л); |
иначе |
говоря, |
за приближенное |
значе |
ние до(£, г]) надо взять функцию |
|
|
|
|
-^-[®я(1. Л)+ |
<,(&. Л)1- |
|
||
В качестве иллюстрации построения верхней и нижней границ для прогиба |
в каж |
дой точке пластинки рассмотрим задачу об изгибе защемленной по контуру квадратной
пластинки со стороной а = |
2 |
под действием равномерной нагрузки q |
(начало координат |
||
взято в центре пластинки). |
|
нагрузка, состоящая из четырех сосредоточенных в точках |
|||
Пусть ^ — нормальная |
|||||
(I, и). (I. —л). (—5. л). |
(—1. —Л) |
сил |
величиной Ча- |
|
|
В силу симметрии имеем |
|
|
|
||
|
|
®(1. Л) = |
| | |
Q'w(x, y)dxdy. |
(3,7,74) |
Положим в (3, 7, 65) |
|
|
|
|
|
Ф1 = (*а - |
1)2 О/2 - |
1)а. |
ф2 = (*2 - |
1)а (Уа - |
1)а *2; |
з |
7 75. |
||||
|
фз = |
(*2 — I)2 («/* — 1)2 </2, |
|
|
|
|
( |
’ |
|||
Иначе говоря, в качестве допустимых функций в (3, 7, 65) |
вследствие симметрии |
||||||||||
задачи берем функции вида |
(х2— 1 )2(у2—1 )2х2пу2в. Указанные |
функции |
удовлетворяют |
||||||||
граничным условиям (3, 7, 29) и (3, 7, 31). Далее положим в |
(3 , 7 , 66) |
|
|
||||||||
nk |
( |
nk |
f |
nk |
, |
nk |
|
nk |
\ |
|
|
= cos — |
* ( sh — |
ch — |
у — у ch — |
sh — |
у J 4 |
|
|
||||
nk |
( |
nk |
|
nk |
. |
nk |
|
nk |
\ |
|
|
♦ cos — |
i/^sh — |
ch — |
x — x c h — |
s h — |
x j, |
|
|
4> = |
Я |
(x2 - l) fo * - l) . |
|
8D |
|
За функцию ф0 |
примем прогиб квадратной пластинки, |
опертой по контуру |
под |
дей- |
|||||||
|
|
|
|
, |
, |
^ |
|
|
, |
q' |
|
ствием нормальной нагрузки q', т. е. ф 0 = 0, |
V2^o = |
на К0НТУРе / и V4^ o = |
|
|
|||||||
Такой выбор функции ф0 |
упрощает вычисление |
d* и d* |
по формулам |
(3, 7, 70). |
|||||||
Функции фл удовлетворяют однородному равнению |
у 4иу = 0 и выбраны так, |
чтобы они |
|||||||||
были равны нулю на контуре |
(ф= 0 |
на /), |
что сильно упрощает вычисление коэффи |
||||||||
циентов Сц |
по |
формулам (3, 7, 71). Ограничиваясь-в |
каждой |
сумме (3, 7, 65) и |
(3, 7, |
||||||
66) первым |
членом и составляя |
уравнения |
(3, 7, 67) |
и (3, 7, 68), пользуясь |
при |
этом |
|||||
формулами |
(3, 7, 69) и (3, 7, 70), найдем |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
256а |
256 |
_q_ |
256 |
°1 = < P i(£ .4). |
(3,7,77) |
||||
|
|
1225 °1— |
225 |
D ’ |
1225 |
||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
892,248(1 = 2 0 , 4 1 3 4 , |
898,248p'x = |
(1, tj). |
(3,7,78) |
||||||
|
|
V Wo) = |
( 'D )2’ |
V* №«) = |
Y |
% (5, tl). |
(3,7,79) |
Так как в нашем случае bn ^rb*m = wn (5» Л) 4* «£, (5, л )»то приближенное значение для прогиба пластинки в произвольной точке (£, г\) будет
\ |
ip n |
О |
= Y |
[«хф! (£ , л) + |
4о (Б. Л) + |
М т (Б, л)]. |
|
(3,7,80) |
|||||||||
и на основании |
(3, 7, 74) и (3, 7, 46) |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
< 6 , |
|
|
|
(3.7,81) |
||
|
|
|
“>(S. ч ) — у |
|
|
|
|
|
|
||||||||
где 6 определяется по формуле (3, 7, 62). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Для вычисления |
б воспользуемся |
формулами (3, |
7, 72), |
(3, 7, 73) |
и (3, 7, |
79), по |
|||||||||||
лучим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б = |
0,001414 -X- |
( | , г,) - |
а ; ф 1 ( 6 , ti) - |
|
РЖ (1. 4)J • |
|
(3.7,82) |
|||||||||
Формулы |
(3, 7, 80) — (3, 7, 82) |
|
дают |
возможность |
найти приближенное |
значение |
|||||||||||
для прогиба пластинки в произвольной точке |
(5 , 14) и оценить погрешность. |
|
|||||||||||||||
В центре |
пластинки |
(5=0, |
г| = 0) получим из (3, 7, |
80) — (3, |
7, |
82) |
|
||||||||||
|
|
|
w (0 , 0) • ■0,0208 — |
< 0 ,0 0 0 9 — . |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
D |
’ |
|
|
D |
|
|
|
|
Если удержать в (3, 7, 65) три |
члена, |
а в |
|
(3, |
7, 66) |
по-прежнему |
ограничиться одним |
||||||||||
членом, то получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
« 1 |
18 |
|
а2 ф |
|
18 |
а3 — |
7 |
|
|
Я . |
|
|
|
|
|
|
7 |
77 |
|
■ |
128 |
' |
D * |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
77 |
|
|
|
|
||||||
|
|
18 |
|
18 |
|
|
|
|
18 |
|
q |
|
|
ч |
|
|
|
|
|
7 |
а \ ♦ |
----- 1 |
а2 |
“77 |
0 з ~ ‘ |
|
ч>1 (Б, л); |
|
|
|
|||||
|
|
77 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
18 |
|
502 |
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
я . |
|
|
|
|
|
|
77 |
<*i |
1001 |
|
а 2 Ф- |
77 • а3 = |
124 ' |
D ’ |
|
|
|
|||||
|
|
18 |
|
502 |
|
|
а2 4 " |
2 |
а3 = |
у |
Ф»(1 . ч) |
|
|
|
|||
|
|
----- ( |
|
10 0 1 |
|
77 |
|
|
|
||||||||
|
|
77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
502 |
|
|
1 |
|
|
Я . |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
77 " a i |
Ф |
|
|
° 2 ^ |
1001 - а * - |
124 |
|
‘ |
£) |
’ |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 8 . |
|
|
|
2 |
|
, |
|
502 |
- |
|
Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
77 |
|
|
|
|
?7 |
а24 - 1001 |
а 3 |
|
D |
|
(Е .л ). |
|
|
|
|
||||||||
О ткуда найдем для центра пластины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
а х = |
0,20202; |
|
а а = |
|
а 3 = |
0,005858; |
aj = |
|
0,020330; |
|
|
(3 ,7 ,8 3 ) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а'2 = |
а'3 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— 0 ,0 0 9 0 1 0 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w (0 , 0)■ |
•0 ,0 2 0 3 0 |
— |
|
< 0 , 0 0 0 2 3 - ^ - , |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т. е. б составляет около |
1,2% |
|
от значения прогиба в центре пластины. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
Д ади м |
другое |
реш ение |
рассмотренной |
задачи |
для |
квадратной |
пластины, |
осно |
||||||||||||||||||||||
ванное |
на |
непосредственном |
|
применении оценки (3, |
7, 46) — (3, |
7, 47) |
и |
использовании |
|||||||||||||||||||||||
условия |
равновесия (3, 7, 37) |
|
в интегральном смысле. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
И з |
приведенного |
ниж е |
реш ения |
б удет |
такж е |
выяснено, что |
произвольны е постоян |
|||||||||||||||||||||||
ные, |
входящ ие в (3, |
|
7, |
|
65), |
|
целесообразно |
определить не |
м етодом Ритца — Галеркина, |
||||||||||||||||||||||
как в приведенном выше реш ении той |
ж е |
задачи, |
а |
из условия минимума |
оценки по |
||||||||||||||||||||||||||
греш ности |
(3, 7, 78). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а —2 |
|||||
|
П олож им , чтр |
защ ем ленная |
по |
контуру |
квадратная |
пластина |
со |
стороной |
|||||||||||||||||||||||
, находится под действием равномерной нагрузки q, и определим |
прогиб w в центре пла |
||||||||||||||||||||||||||||||
стины |
(лг=0, у = 0 ). Ограничимся, |
как |
и выше, |
в |
(3, 7, 65) тремя |
функциями |
вида |
(3, 7, |
|||||||||||||||||||||||
75) |
(функции |
(3, 7, |
66) |
|
и |
(3, |
7, 76) |
нам теперь |
не |
п он адобятся). Учитывая |
симметрию |
||||||||||||||||||||
задачи |
и принимая во внимание, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с&2.— а3, &2— О3, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Wn = |
(*2 —I)2 (у2 — I)2 [« 1 + |
02 (х2 + |
уг) \ ) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
wn = |
(х2 — |
I)2 (у2 — I)2 [aj 4 - а2 (х2 4 |
|
у2)} } |
|
|
(3 >7 . 84) |
||||||||||||||||
П одставляя |
(3, 7, 84)в (3, |
7, |
44) |
— |
(3, 7, 45 ), найдем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
v 4« |
= |
|
- J |
- |
|
- |
V*Wn = |
- |
V4 {(х2 - |
I)2 (г/2 - |
1)2 к |
|
4 |
а 2 (X2 4 |
1/2) ] } , |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3 ,7 ,8 5 ) |
|
|
|
|
V4“ ' = |
р' = |
q' — |
y*wn = |
q’ — V4 {(х2 — |
I)2 (у2 — l) 2 [a', 4 |
a2 (x2 4 |
i/2) ] } , |
|
||||||||||||||||||||
где |
cf — как |
и |
выше |
в |
|
(3, 7, |
74) — нормальная |
нагрузка, |
состоящ ая |
из |
четырех |
соср е |
|||||||||||||||||||
доточенны х |
в |
точках |
(£, |
г |), |
|
(— | , |
г]), |
|
( |, — rj), |
(— £, |
— т]) сил |
величиной |
XU - |
|
|
||||||||||||||||
|
Так |
как |
мы ищем |
|
значение |
прогиба |
в |
центре |
пластины, то полож им |
£-*-0, |
т]-»-0. |
||||||||||||||||||||
|
Д а л ее полож им |
|
в |
(3, 7, 49) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м\т = о. |
М 2т= |
о . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
При |
£-*0. т]->0 найдем |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х у |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2УИ12ш = |
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 *w'ndxdy. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
] |
j |
(Р' — |
v 4“0 |
dxdy = |
ч' (X , у) — |
j |
j |
|
(3 ,7 ,8 6 ) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Н етрудно |
показать, что функция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q ( x , y ) = |
\im j* |
|
j*p'dxdy |
при £-»0, |
|
т]-»0 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равна |
l /« |
в |
квадратах |
|
(O sg x sS I, |
|
0 г £ « /< 1 ) |
и |
(— 1 < х < 0 , |
— К |
у < 0 ) |
и |
равна |
||||||||||||||||||
— Ча в |
остальных двух |
квадратах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогичным образом, полагая М12=О, М9ТП=0, получим |
из (3, |
7 , 49), |
заменяя |
|||||||||||||||||
р' на р, где р определяется по |
(3, 7, 85), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
X и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2Мл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3,7,87) |
||||
|
|
|
|
|
|
о |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее, на основании (3, 7, 36), учитывая, что при рассматриваемых граничных |
||||||||||||||||||||
условиях на контуре пластинки можно положить коэффициент |
Пуассона v = 0, |
получим |
|||||||||||||||||||
следующее выражение для v(o m) и о(а^), |
|
входящих *в |
(3, 7, |
48): |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
V( а т ) = |
+1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
2 j |
j |
МЛ2тШ У |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
+i + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.7,88) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
M\7mdx<ly |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
—1—1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Mi2m и M'i2m определяются no |
(3, 7, 86) и (3, 7, 87) |
соответственно. |
|
|
|
ai, |
a2, |
||||||||||||||
|
Подставляя (3, |
7, 86) и |
|
(3, |
7, |
87) |
в (3, |
7, 88), |
определим коэффициенты |
||||||||||||
ctj, |
a2 |
из условия |
минимума |
оценки |
погрешности |
б, |
которая |
определяете^ по |
(3, |
7, |
|||||||||||
48). Это условие эквивалентно уравнениям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
dv(Om) _ 0 |
|
30 Ю |
_ Q |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
а«1 |
|
|
’ |
|
|
эа; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^а2 |
= 0 . |
|
|
да. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
или в развернутом виде |
|
|
|
1664 |
|
|
|
|
|
|
_9_ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
^11а1 + &12<*2 = |
Сх = |
|
|
|
|
|
|
» |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
4725 |
; |
&nai -¥ Ь12а2 — с2 — ^ |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
b*Lai 4" б22а2 = с2 = |
1664 |
*» |
^2iai + |
Ь22а2 = |
61 |
|
, |
|
|
|
|
||||||||
|
|
^ 5 |
|
^ |
|
|
|
|
|
||||||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бц = |
— х 6144 X 2512, |
|
Ь21 = |
Ь12 = |
— |
х 6144 х 25342, |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
& И = — |
|
х 6144 X 44220, |
d == 11025 X 1287, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
откуда |
найдем |
(X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
<ц = |
0,020122; |
|
aj =0,019894 |
) |
|
|
|
|
(3,7,89) |
|||||||||
|
|
|
a2= |
|
0,006164; |
|
a2 = |
— 0,005132 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Подставляя эти значения для |
cti, |
a2, a lf |
a2 в |
(3, |
7, 88) |
и далее |
в |
(3, |
7, 45) — |
|||||||||||
(3, |
7, |
48), получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w (0 , 0) — 0,02028 |
|
|
< 6 = |
0,00063-^-. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Найденная погрешность б составляет около 3% от точного значения прогиба пла |
||||||||||||||||||||
стинки |
в точке А'=0, у = 0 (центр |
пластинки). Мы видим также, что |
полученные |
значе |
|||||||||||||||||
ния |
(3, 7, 89) для коэффициентов а ь а2, а р |
а 2 отличаются от найденных выше значений |
|||||||||||||||||||
(3, |
7, |
83) методом |
Ритца—Галеркина, |
являясь более |
точными, поскольку |
оценка |
по |
грешности б при этом меньше.
Путем аналогичных рассуждений можно построить двустороннее приближение и для других величин, например моментов или напряжений.