Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Периодические кусочно-однородные упругие структуры

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
13.7 Mб
Скачать

тде ■

м {“>(<). i»> = & [ ^ ( m) - % * : , ( M)](10 +

+ М ■

h,flf(t)-h(l) — y C t (i) ReJ (щ + £,) a +

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

<au> F t (t) + <o22>F 2 (t) + <a12>p a (t),

 

Fj W = ~T C4(0 -

Cj (t)

(j =

l, 2, 3),

 

A •Cx(0 =

[2 az2p2Re (ji~ + ^

) -

anq2j Re t +

 

 

+

k

2P2 + «left - 2 a ug2 -Re (Л*ц® + R *^ )] Im t,

-A * (0 =

[ 2a22P2 •Re ^

+ -1. j

_

a^

2_ a12g2j Re < +

 

 

 

+ [a22Pa -

2auffa. Re ( 4 n J +

5 ^ ) ] Im t,

A Cs (t) =

J^2aZ2/?2 -Re ( - ^ +

j

— a12p2 — aleg2J Re t +

 

 

+

[д2оРз +

«12(73 — 2ang2-Re (A*(i’ +

5 *JI2)] Im t,

A -C , (() =

j ^ ^ R e

^

 

J R e f -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2anq2-Re (фдр? +

ip2pij) Im t.

"Функционалы -ffi(©), -£г(©)

определены в

(5.5), функционал

Я з (ш ) - в

(5.8).

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение алгоритма завершено. Доказательство разрепш-

.мости интегрального уравнения (5.11) будет дано в § 8.

s § 6. Напряжения в решетке с жесткими включениями

Ниже приводим результаты расчетов напряжений на конту­ рах отверстий для случая й\(£) = «2(£) = 0, L (что соответ­ ствует ситуации, когда в отверстия впаяны жесткие шайбы).

Расчеты

проводились для квадратной

(©i = 2, ©2 = 27), гек­

сагональной

(о)1 = 2, ©2 = 2 ехр (ijt/З)) и

косоугольной (© |=2,

©2 = ехр (Ы /4) ) решеток.

Отверстия и соответственно включения брались эллиптиче­ ской формы с полуосями R\ и Л2 (ось 2Ri ориентирована вдоль Главной оси ортбтропии £ 1). Материал пластины— текстолит (cii. табл. 3.1.1)'.

Ш

Рос. 3.6.5. Зависимость о™ах/а в Рис. 3.6.6. Зависимость т^^/сг в квадратной решетке при <0|2> = а, квадратной решетке при <аи> = ог

<ап>= <а22>= 0

<Оп> = <о22> = О

Рис. 3.6.7. Зависимость

в гек-

Рис. 3.6.8.

Кривые 6 ? * * /о в гекса-

сагональной решетке при <ац> =

тональной

реп^ке при^ <0п>

а,

<012> = <022> =

о

^OIZ/

 

ИЗ

э- И. Григолюн, Л. А. Фильштжнскнй

Рис. 3.6.9.

Кривые т^,ах/ о

в гекса­

Рис. 3.6.10.

Кривые о™ах/ст в гекса­

гональной

решетке при

<ац> = сг,

гональной

решетке при

<ом> = о,

<Oj2> = (Огг) =

О

<0|2> = <ои> =

0

4 0 ,5 .

*.0,3

у

О

0,2

0,6

Л.

 

 

Рис.

3.6.11.

Зависимость о™ах/о

в

Рис. 3.6.12. Зависимость т^ах/<7

*

гексагональной решетке при <022> =

гексагональной решетке пр* <022)

=*

 

= о,

<а12> = <оп> = 0

 

= а, <0|2> = <оп> = 0

 

41 4

2,5

Рис. 3.6.13. Кривые о™ах/сг в косо­

угольной рошетко при <оц> = а,

<Oi2> = <02?) = О

Рис. 3.6.15. Кривые г“ “ / а в косо- угольной^решетке при_ <а„> = о,

Рис. 3.6.14. Кривые а™ат/ а в косо­

угольной решетке при <ац> = ог

<<*12> = <022> = О

Рис. 3.6.16. Графики о“ ах/ а в косо­

уголыюй д е ш е т к е ^ и ^ <ои> = а.

8*

1!»

Рис. 3.6.17. Графики o f ^ / a в косо-

угольной решетке при <022) = а,

<Оц> = <Ol2> = о

Рис. 3.6.19. Кривые а^ ат/а в косо-

угольной решетке при <о12> = о1

< „ „ > _ < * ,> = о

Рис. 3.6.18.

Графики

т ^ / с г в косо­

угольной

решетке

при <аг»> = о,

<0ll> = <012> = О

Рис. 3.6.20

Кривые

omaV o в

косо­

угольной

решетке

при W

= *

■ «.,,> = < « » > - о

 

147

Все графики построены в зависимости от основного парамет­ ра к — 2Ril(Hi для различных значений отношения полуосей эл­

липса Я,* = R 2/R V

На рис. 3.6.1—3.6.6 представлены результаты расчетов для квадратной решетки. Графики на рис. 3.6.1—3.6.3 иллюстриру­ ют поведение величин оолх/о , о?*аУо> А при <0ц> — а Ф О,

Рис. 3.6.21. Кривые т™ * /о в косо­

угольной рошотке при <0|2> = о,

<Оц> = <023$ — О

Чо22> = <oi2> = 0. Изменение тех же величин при действии сред­

них

напряжений

— в ^ 0, КацУ = ( 022^ — 0 показано на

рис.

3.6.4—3.6.6.

 

Рис. 3.6.22. Распределение о,/о вдоль контура кругового включения в гек­ сагональной решетке при (Он) — о* (° и / — \02»/ — и

Данные расчетов для гексагоиальн'ой решетки представлены па рис. 3.6.7-3.6.12, для косоугольной решетки-на рис. 3.6 .13 -

3.6.21.

рис. 3.6.22

.

На

представлены распределения о,/<т по контуру

кругового включения радиусом R в гексагональной решетке для

116

растяжения вдоль оси Оху (<оц>=а, <012^ = <022> = 0).

Кривые

1, 2, 3 и 4 относятся к

значениям Я = 2R/(H\, равным

0,2; 0,4;

0,6 и 0,8 соответственно.

 

 

§ 7. Теоремы единственности

Рассуждения, вполне аналогичные тем, которые были прове­ дены в гл. 1, § 4, приводят к следующим выводам:

1. Решение первой основной двояконериодическои задачи для анизотропной решетки при нулевой внешней нагрузке, удовлет­ воряющее условиям инвариантности (1.12), имеет вид

где

Ф10)(*1) =

 

+ dv

Ф-10)(г2) = фг<*2 + ^

 

(7.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re (di + d2) = 0,5 Re cjt

(pticZi + p,2d2) — 0,5 Im c,.

 

« — произвольная

веществепная

постоянная, а величины

pi IT

P2 заданы в (5.4),

(5.5).

 

 

 

 

 

 

2. Решение второй основной двоякопериоднческой задачи

для

анизотропной решетки при нулевых

смещениях на контуре ос­

новного отверстия L и равных нулю средних напряжениях имеет-

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7.2у

где комплексные постоянные dy,

d2 удовлетворяют соотношениям

 

Befpydy + р 2^2) = 0,

Refold, + д2^г) = 0.

 

(7.3}

Для обоснования этого утверждения подставим функции (7.1)

в краевое условие

(1.18)

при ui = u2 = 0. Получаем,

используя

произвольность Re t,

Im t,

равенства

(7.3),

а также

соотноше­

ние Ае = О, где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

^ ~

 

((Pm Н" Щт) Pm

[Рт +

Щт) Pml-

 

(7.4)-

При ци = р2ь в силу (5.4), имеем

 

 

 

 

 

 

 

А =

2айгц1гJ*22 ~~ ^12

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ^ 2г '

 

 

 

При

pal, » силу

(5.5), получаем

 

 

 

 

+ 2(А + А)] + (А - A )sl + о*

Таким образом, е = 0 ж приходим к решению (7.2), (7.3).

116

§ 8. Существование решении основных грапичпых задач

Первая краевая задача. Рассмотрим однородное интеграль­ ное уравпенис (2.14) при N {t) = ‘0. Это уравнение соответствует краевой задаче (1.17) при пулевой внешней нагрузке. Его ре­ шение обозначим через ©о(*)* а всем функциям и величинам, •соответствующим этому решению, будем приписывать индекс

нуль снизу или сверху.

 

 

 

 

(7.1)' и формул

 

Имеем иа основании теоремы единственности

( 2.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<K0,(zi) =

4

f

fflo ( 0 ^ - Z

i ) ^

+

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-I-

2

Ъ% {zx - Z ij) +

Alzx=

ifVzi +

<h,

Zt e= 2>(l\

g

^

w -

a

(« П о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2^

f ©o (*) 5 (*a -

*2) *2 +

ЛзЧ = ipjea, +

d2, z2e= 0

(2>,

причем

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

2

 

 

 

*

 

 

Be

2

=

 

. B e 2 M

» e T Imc“»

c" = ) © o ( 0 ^ .

(8.2)

 

m=l

 

 

m = l

 

 

 

L j

 

Сравнивая приращения левых и правых частей равенств (8.1) при переходе от точки z к z + и™ (тн — 1, 2) и учитывая соотно­

шения Лежандра в аффинных плоскостях 6(1m)(4m) — б§п,ю^т) = 2ni {т = 1, 2), получаем

 

 

а®=

аа,

4® =

А%= ф2с.

 

(8.3)

Введем аналитические соответственно в областях

^ 1) и 2>f*

«функции

 

 

 

 

 

 

 

у

Ф1 (zi) — 2ш' J ®о (0 С (^i

2i)

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

у

Ф2 (ч) -

gjg J

I K ( i j -

 

(01S(*а “ Ч)

 

(8.4)

 

 

L .

 

 

 

 

 

 

- z, е

 

 

z%е=

 

(/ = 1, 2, ..., /с).

 

 

Разность между предельными значениями функций

(8.1)

и (8.4)

па L такова:

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф|0)&) - у ф *

(h) =

“ о (*) +

2

bj0,£ («I - Чi) +

+ dv

(8.5)

 

Фг0) (У ~ 4Ф*

 

i=1

 

 

 

Н

® - а©0 (*) + ф2е«а + d,.

 

<19

 

Подставляя сюда выражения

ФЙ’ Ы

из

(7.1) и исключал

затем функцию ©о(0> находим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©о (0 = 1Ф* (<i) -

2

Ъ% (Ч -

ъ)\

 

(8.6),

 

 

 

_____

 

 

 

ь

j= i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аФ* (Ч) + ЪФ1 (*,) + Фа (Ч) +

 

^

Ь1

Л ~

ZIP) ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р-1

 

 

 

 

 

 

 

 

- H

( ( , - Z 1P)1 = 0,

!„ = К в !

+ (Ц ,1т(,

i e L j

0 - 1 , 2 .........к)..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.7>

Граничное соотношение

(8.7)

перепишем в эквивалентной форме-

2

[(1 +

Щ т )Ф М + (1 +

^

) Фт(«тп)] +

 

 

 

 

 

ТП=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

2

ъ% [(i -

fc) i

(t, -

*lp) -

(i -

fh) С («X — *xp)] =

0.

(8.8)-

 

 

 

p - i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Умножим левую и правую части (8.8)

на dt и иропптсгриру-

ем по

L}

(j = 1, 2,

....

к).

Учитывая

равенства (2.3),

получим.

*•»? +

a i m

2

 

Гт Ч

« С f t » ) * » )

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т=г {

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

2*

2

 

( т ш ^ - 1 .1 <‘i “

*»■> <“ •} =

а

<8'9)'

Отсюда

следует, что

все

6® =

0.

В

таком случае, па основа­

нии (8.6), заключаем, что функции

Ф^ (zx)

и ф£ (z2)

дают ре­

шение первой основной задачи при нулевой внешней

нагрузке

в областях £bj.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение этой задачи таково:

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

Фд (2д) = Фде*гд + &!■>

Фа (z2) =

ip2* * z 2 + ^ 2 1

 

(8.10)1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re (dj + d£) =

0,

Re ([д,^ +

\1гй1) = 0.

 

 

Постоянные (Jj, р2 определены в

(5.4),

(5.5), е * — произвольная

вещественная константа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

значение

Ф^(«,)

из (8.10)

в

выражение

(8.6),.

находим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из равенств

 

®о( * ) « - ра

+

й ;.

 

 

 

(8.14)?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

= 2л7 J

К

(0 Лд-

<М*)* i l

=

0

(/ — 1, 2, ... ,

к)

 

120