Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
Применим эти соотношения при исследовании устойчивости упругого тела, нагруженного системой мертвых сил (см. рис. 2.1). Для простоты рассуждений будем считать, что все внешние силы изменяются пропорционально одному параметру Р, а наложенные связи исключают перемещения тела как жесткого целого.

ПОИСК



Вариационный принцип теории упругой устойчивости

из "Основы расчета на устойчивость упругих систем "

Применим эти соотношения при исследовании устойчивости упругого тела, нагруженного системой мертвых сил (см. рис. 2.1). Для простоты рассуждений будем считать, что все внешние силы изменяются пропорционально одному параметру Р, а наложенные связи исключают перемещения тела как жесткого целого. [c.47]
Предположим, что состояние равновесия нагруженного тела, соответствующее решению линейной задачи, известно. Это состояние в дальнейшем будем называть начальным невозмущенным состоянием равновесия. Устойчивость равновесия этого состояния исследуем при следующих допущениях. [c.47]
Вариационная формулировка условий устойчивости упругого тела может быть получена двумя различными способами (см. 5). Первый способ основан на определении условий, при которых в окрестности начального невозмущенного состояния равновесия может существовать новое возмущенное состояние равновесия, т. е. на определении вариационным методом точек бифуркации начального состояния равновесия. Второй способ связан с непосредственным исследованием устойчивости начального состояния равновесия с помощью теоремы Лагранжа. [c.47]
Поскольку в соответствии с принятым допущением (см. 7) изменением размеров тела в докритическом состоянии равновесия пренебрегаем, вместо последних зависимостей получаем выра-жения (2.26). Таким образом, при исследовании устойчивости начального невозмущенного состояния принимаем такую модель до потери устойчивости тело напряжено, но не деформировано. [c.49]
Величина а Ux + П ) представляет собой первую специальную вариацию полной энергии в начальном состоянии равновесия, т. е. вариацию, при которой возможные перемещения бы, бу, бш совпадают с перемещениями аи (х, у, z), avi (ж, у, г), аа 1 (х, у, z) [15]. Поскольку такая вариация является частным случаем общей вариации, очевидно, i/i + = 0. Определим условия существования состояний равновесия, смежных с начальным невозмущенным состоянием. Новое возмущенное состояние является равновесным, если первая вариация полной потенциальной энергии в этом состоянии равна нулю, т. е. [c.50]
Для того чтобы выяснить, при каких значениях Р начальное состояние устойчиво и при каких его значениях оно неустойчиво, можно воспользоваться вторым путем вывода, полученного выше вариационного принципа (см. 5). [c.51]
Критическим является такое значение параметра нагрузки Р р. при превышении которого начальное состояние равновесия перестает быть устойчивым. Поэтому при Р Р р условие (2.39) для любых возможных отклонений не выполняется и, вообще говоря, имеются такие отклонения, при которых АЗ = 0. Следовательно, Ркр можно разыскивать как нижнюю границу тех значений Р, при которых возможны отклонения системы от начального состояния, приводящие к условию ДЗ = 0. [c.51]
Следует подчеркнуть, что при Р Ркр полная потенциальная энергия начального состояния не становится максимальной, а только перестает быть минимальной. Поэтому при Р Р р кроме отклонений, приводящих к ДЗ О, возможны отклонения, при которых ДЗ = О и ДЗ 0. [c.51]
С учетом зависимостей (2.42) и (2.41) последнее равенство приводит к вариационному уравнению (2.37). Теперь становится ясным, что первое собственное значение параметра нагрузки Р , определяемое из этого уравнения, совпадает с нижней границей значений Р, определяемых зависимостью (2.42), поэтому Р = Р р. [c.52]
Из изложенного вытекает практическое правило, обычно используемое при определении критических нагрузок. [c.52]
Начальные напряжения rS, Оу, должны быть предварительно определены из решения линейной задачи для начального невозмущенного состояния равновесия тела. Удлинения Sx, е у,. .. и Вх, г у,. .. подсчитываем по формулам (2.26) и (2.27). [c.53]
Вариационное условие (2.43) или (2.44), выраженное через начальные напряжения Ох, Оу,. .., т ,. .. с помощью зависимостей типа (2.45) или (2.46), назовем энергетическим критерием устойчивости (вариационным принципом) в форме Брайана. [c.53]
Из выражения (2.45) следует, что при Р = О состояние равновесия тела всегда устойчиво, поскольку первый интеграл этого выражения больше нуля при любых комбинациях отклонений 1, Ui, Wj . Величина АЭ может обратиться в нуль и начальное состояние равновесия может стать неустойчивым только при значениях Р, превышающих некоторое критическое значение Р р. [c.53]
Как видим, абсолютное значение критических сжимающих напряжений не зависит от размеров тела и равно модулю сдвига в плоскости ху. [c.55]
По закону Гука а х = Еъ х, следовательно. [c.55]
Для тонких стержней (г,-//) 1 и критическая деформация действительно оказывается малой. Следует еще раз подчеркнуть, что критическая деформация ejp является геометрической характеристикой стержня, не зависящей от модуля упругости материала. [c.56]
В заключение необходимо сделать следующее замечание. [c.56]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте