Функция напряжений для тел вращения

ФУНКЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ для ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ 215 [c.215]

Обратили на себя внимание и некоторые задачи осесимметричного распределения напряжений в теле вращения. Дж. Мичелл ) и А. Ляв ) показали, что все компоненты напряжения в подобных случаях могут быть выражены через одну функцию напряжений. Связь между этой функцией и соответствующей функцией двумерных задач была исследована К. Вебером ). А. П. Коробов ), приняв для функции напряжений при осесимметричном распределении форму полинома, получил строгое решение изгиба круглой пластинки при различных симметричных типах загружения. [c.483]

Осесимметричная задача разработана наиболее полно по сравнению с другими задачами пространственной термоупругости. Характерные математические трудности, связанные с решением этой задачи, можно установить при исследовании тепловых напряжений в толстостенной сферической оболочке и в коротком сплошном цилиндре. Задача о тепловых напряжениях в толстостенной сферической оболочке является типичной задачей, решаемой с помощью классических методов разложения переменных и представления величин, входящих в граничные условия, в виде рядов по полной ортогональной системе функций. Задача о тепловых напряжениях в коротком цилиндре вводит читателя в круг идей, реализуемых при исследовании тела вращения, для которого невозможно представить граничные значения искомых величин в рядах по полной ортогональной системе функций на всей его поверхности. Применяются в основном два метода решения такой задачи метод однородных решений, разработанный А. И. Лурье (1947) и В. К. Прокоповым, и метод суперпозиции решений для более простых граничных задач, истоки которого содержатся в работах Л яме (1861) и Матье (1890). Использование второго метода в нашей книге позволило изучить термоупругое напряженное состояние тела вращения конечных размеров во всей его области, включая и особые точки. [c.9]

Для тела вращения при осесимметричном деформировании справедливо представление компонент перемещений и напряжений в цилиндрических координатах г, ф, г [см. (5.31) и (5.34)1 с помощью функции перемещений Лява 1 г,г) [c.299]

Предполагая, что тело вращения представляет собой полый круговой цилиндр длиной /, внутренним радиусом а, наружным Ь, и приняв для такого цилиндра одну из функций напряжений, приведенных в предыдущей задаче, выяснить контурные условия. [c.102]

Если для функции напряжений при осесимметричной деформации тела вращения принять начертание [c.103]

Решение задачи для упругой области состоит в нахождении выражений для компонент напряжений, удовлетворяющих условиям равновесия [уравнения (28)] и совместности [(уравнения (31)], а также граничным условиям, соответствующим рассматриваемой задаче. Аналогично простому интегрированию по одной переменной, дающему при последующем дифференцировании исходную формулу, решение упругой задачи должно удовлетворять исходным уравнениями. Что касается многих стандартных интегральных решений, то математикам известны типы функций, которые, будучи продифференцированы, удовлетворяют этим уравнениям. Любое аналитическое выражение представляется чрезвычайно сложным, если только геометрическая форма тела не описывается простыми математическими функциями. Даже если она и проста, то общие решения для трехмерного случая получить трудно, не сделав соответствующих упрощений, например рассматривая только тела вращения и выполнив основные расчеты для идеализированного состояния, или плоского напряжения (Од = 0), или плоской деформации (Sg = 0). [c.30]

В основу разработанного способа положен полуобратный метод Сен-Венана, согласно которому перемещения в направлении координатных осей нами представлены в виде явных функций координатного угла 0 (задача рассматривается в цилиндрических координатах г, 0, z ось 2 совмещена с осью модели). Принятое допущение находится в соответствии с известным решением Нейбера для случая изгиба гиперболоида вращения 161. Благодаря такому представлению переменные в выражениях для функций напряжений Папковича — Нейбера разделились, и, тем самым, объемная задача теории упругости об изгибе тела вращения свелась к двумерной. Вследствие этого напряжения выражаются через частные производные этих функций по независимым переменным гили далее — через величины порядков полос пг и пг и параметров изоклин "ф, полученные при просвечивании оптически чувствительного слоя модели в направлении нормали (прямое просвечивание) к его лицевой поверхности и под углом а (наклонное просвечивание) к нормали N — направление (рис. 1). [c.54]

Упруго-пластическое кручение вала переменного поперечного сечения. В теории упругости для исследования задачи о кручении тела вращения или вала с диаметром, изменяющимся по координате (цилиндрической системы) z, принятой за ось вращения, вводятся две функции напряжений ). Пусть г ж z будут цилиндрическими координатами точки тела в радиальном и осевом направлениях. Легко видеть, что в вале переменного диаметра, подвергнутом действию крутящего момента, имеются только две [c.572]

А. Н. Динник (1909) и Н. М. Беляев (1924) провели вычисление напряжений в телах, соприкасающихся по круговой или эллиптической площадке (см. также М. С. Кролевец, 1966). Значительное количество важных работ по контактным задачам было выполнено в тридцатых и сороковых годах. В. А. Абрамов (1939 и А. И. Лурье (1940) дали решение контактных задач о нецентрально нагруженном круглом и эллиптическом штампе. Существенные результаты в этом направлении получены И. Я. Штаерманом (1939, 1941, 1943), рассмотревшим различные случаи контакта тел вращения без предположения о малости поверхности их соприкосновения, а также впервые исследовавшим задачу о плотном прилегании штампа. В 1941 г. А. И. Лурье с помощью функций Ламе детально рассмотрел некоторые контактные задачи, причем разработал естественный и единообразный подход к задаче Герца и задаче о плотном прилегании. В работах М. Я. Леонова (1939, 1940) и Л. А. Галина (1946, 1947) дано дальнейшее обобщение ряда контактных задач для полупространства. Большой материал оригинального и обзорного характера, относящийся к рассматриваемым проблемам, содержится в монографиях И. Я. Штаермана (1949), Л. А. Галина (1953), А. И. Лурье (1955), а также в обзорных статьях Д. И. Шермана (1950) и Г. С. Шапиро (1950), в которых имеются ссылки на многие работы, не вошедшие в настоящий обзор. [c.34]

Пространственные задачи для анизотропных тел. В трансверсально-изотропном теле вращения при осесимметричных нагрузках возникает осесимметричное напряженное состояние. Функция напряжений Ф удовлетворяет дифферен-циально.му уравнению [c.47]

Когда тело вращения имеет конечные размеры, аналитические функции содержат составляющие, не влияющие ни на напряжения, ни на перемещения. Для устранения произвола эти функции следует подчинить некоторым дополнительным условиям. Как будет показано в 21, без ущерба для общности можно положить [c.175]

На контуре области осевого сечения тела вращения значения для функций г)1 и Ф, или для их производных, задаются законом распределения напряжений или перемещений. [c.247]

Для повышения экономичности и эффективности вычислительного процесса при расчетном определении температурного поля конструкции целесообразно использовать сетку элементов, в которой решается упругая задача и определяется функция источников теплообразования. Например, при действии переменных напряжений в резиновых упругих элементах муфт в виде тел вращения температурное поле, обусловленное диссипативным саморазогревом, является осесимметричным, что позволяет при решении тепловой задачи использовать те же кольцевые конечные элементы. [c.33]

Дадим доказательство принципа Сен-Венана для произвольного сечения цилиндра. Будем доказывать от противного. Пусть существует решение однородной краевой задачи теории упругости для бесконечного цилиндра с чисто мнимым собственным числом X = iy, отличным от нуля (y O). Согласно (3.38), напряжения и деформации, отвечающие этому решению, будут периодическими функциями z с периодом 2п/у. Покажем, что соответствующие им смещения также будут периодическими функциями 2 (с точностью до смещения и вращения тела как жесткого целого). Для этого выпишем следующие три кинематических соотношения [c.70]

В этих соотношениях функции фо, 11)0 являются голоморфными функциями, допускающими непрерывное продолжение на границу V- Постоянные В, В, С связаны с напряжениями аар(оо) в окрестности бесконечно удаленной точки, С — с вращением й(оо) тела на бесконечности. Значение С примем равным нулю. Если подставить формулы (21) и (22) в уравнение (1) для второй краевой задачи [а = 1, Я (а) = -Р(а) щее граничное условие [c.390]

Компоненты напряжения и перемещения вспомогательных двумерных состояний выражаются через функции комплексных переменных также и в случае трансверсаль-но-изотропных тел, что позволяет получить соответствующие представления компонентов пространственного состояния. Эти представления приведены в 20 и используются в дальнейшем при решении задач для сферы, эллипсоида, параболоида и двухполостного гиперболоида вращения. [c.169]

В общем случае в найденные зависимости входят значения компонентов напряжений и смещений не только на границах, но и во внутренних точках тела, и такой простой переход не удается осуществить. В зтом случае найденные зависимости используются для того, чтобы получить представления компонентов пространственного состояния через аналитические функции, так как через эти функции при помощи известных формул выражаются компоненты вспомогательных двумерных сосгояпий. Показывается, что для тел вращения использование различных наложений приводит к совпадающим выражениям представлений, обладающим достаточной общностью. [c.7]

При построении приближенного решения удобно воспользоваться функциями напряжений Тренина С. И. [13], [14], который показал, что напряжения, возникающие в теле вращения при осесимметричной нагрузке, можно выразить через две функции напряжений и фз-Запишем эти зависимости в следующей форме (здесь для сокращения последующих выводов функции ф1 и фз Тренина С. И. замены функциями ф1 = ф19 и Фз = ФгС ) [c.84]

Лиалитические функции комплексного переменного вводятся на основе интегральных наложений, позволивших установить связь между компонентами пространственного напряженного и деформированного состояния с одной стороны и компонентами некоторых вспомогательных двумерных состояний — С другой. Для пространственных осесимметричных задач вспомогательным является состояние плоской деформации. Для пространственных задач без осевой симметрии вспомогательными являются плоская деформация и состояние, соответствующее депланации поперечных сечений цилиндров прй кручении. Рассматриваются различные виды интегральных наложений, осуществляемые путем вращения (для сплошных осесимметричных тел), путем линейных смещений (для тел с полостями) или при комбинации вращений и линейных смещений (для некруглых тел). Связи между пространственными и вспомогательными состояниями выражаются интегральными операторами (или найденными обращениями этих операторов). [c.6]

Описанный в 2, 3 метод интегральных наложений возможность для случая тел вращения представить ком4 поненты напряжения и перемещения через аналитические-функции комплексного переменного. Связанные с этим, вопросы были подробно рассмотрены выше в гл. III. 1 Полученные представления будут справедливы и для пеосесимметричных тел, если неосесимметричное тело рассматривать как часть некоторого объемлющего тела" вращения. Однако такой подход налагает серьезные огра- ничения на характер условий на поверхности неосесий-- метричного тела, так как не всякое поле перемещений мож-i но продолжить за пределы тела, удовлетворяя при этом дифференциальным уравнениям теории упругости. [c.202]

Схема напряженного состояния. Поковки, получаемые в ре зультате выдавливания — обратного и прямого, радиального и редуцирования, в большинстве представляют собой тела вращения с осевой симметрией. Заготовки, предназначенные для получения этих поковок, также обладают осевой симметрией. Приложение внешней нагрузки и течение металла при этих операциях также сохраняют осевую симметрию. Следовательно, схема напряженного состояния в произвольной точке заготовки на стадии свободного истечения является осесимметричной, рассматриваемой в цилиндрической или сферической системе координат. При этом касательные напряжения в меридиональных площадках в условиях осесимметричного напряженного состояния равны нулю, т. е. Гp0=t20—toг="0 а все остальные напряжения не должны зависеть от координаты 0, т. е. Зр=Ср(р, г) 0 = (рэ-2 ) а =а (р, z) и Грг Грг(ру г). Для вьшол 1ення условий осесимметричного течения необходимо, чтобы скорость течения г7е=0, а скорости течения г7р и были функциями координат Р, г, т. е. Ур=г7р(р, 2) и г7г = г г(р, г). [c.15]

ТЕОРЕМА (Ирншоу система неподвижных точечных зарядов электрических, находящихся на конечных расстояниях друг от друга, не может быть устойчивой Карно термический КПД обратимого цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и являегся функцией абсолютных температур нагревателя и холодильника Кастильяно частная производная от потенциальной энергии системы по силе равна перемещению точки приложения силы по направлению этой силы Кельвина сила (или градиент) будет больше в тех точках поля, где расстояние между соседними поверхностями уровня меньше Кенига кинетическая энергия системы равна сумме двух слагаемых — кинетической энергии поступательного движения центра инерции системы и кинетической энергии системы в ее движении относительно центра инерции Клеро с уменьшением радиуса параллели поверхности вращения увеличивается отклонение геодезической линии от меридиана Кориолнса абсолютное ускорение материальной точки рав1Ю векторной сумме переносного, относительного и кориолисова ускорений Лармора единственным результатом влияния магнитного поля на орбиту электрона в атоме является прецессия орбиты и вектора орбитального магнитного момента электрона с некоторой угловой скоростью, зависящей от внешнего магнитного поля, вокруг оси, проходящей через ядро атома и параллельной вектору индукции магнитного поля Остроградского — Гаусса [для магнитного поля магнитный поток сквозь произвольную замкнутую поверхность равен нулю для электростатического поля <в вакууме поток напряженности его сквозь произвольную [c.283]

Введение деформации, имеющей особые точки. Мы можем иссле> вать такие решения уравнений плоской деформации, которые в определенных точках принимают бесконечные значения. Хзкие точки не могут находиться в области, занятой материальной средой, а должны лежать в полостях внутри тела. В этих случаях необходимо соблюсти условие однозначности смещения, вращения и деформации. Когда такие точки лежат вне тела или на его границе, то эти условия, вообще, не требуют ника-J кого особого исследования. Смещение выражается некоторой функцией переменной дс-j-iy, так что особые точки смещения тождественны с o oi быми точками этой функции. Не вдаваясь в исчерпывающее исследования возможных особенностей и их значения для теории упругости, мы рассмот] рим напряженные состояния, которые соответствуют некоторым особым точкам простого типа. [c.219]

Н. А. Koenig и N. Davids [2.115] (1968) исследовали не-установившиеся волновые процессы в балках и пластинах конечной протяженности с учетом инерции вращения и сдвига. Записаны уравнения метода конечных элементов для балки и круговой пластины. Затем приведены численные результаты для консольной балки и круг0В(0Г0 кольца, защемленного по внешнему контуру. На свободном конце или контуре прикладывается изгибающий момент или сдвигающая сила, изменяющаяся во времени как функция Хевисайда или имеющая наклонный начальный участок. В каждом случае построены графики изгибающего момента и сдвигающей силы для фиксированной координаты в зависимости от времени при различных длинах. Интервал времени достаточно велик, чтобы учесть многократные от)ражения. Показано, что учет отраженных волн приводит к значительному увеличению нормальных и сдвигающих напряжений по сравнению с полу-бесконечным телом (например, в два раза). Причем, максимальные напряжения имеют место после нескольких отражений, что объясняется наличием дисперсии волн. Уменьшение длины балки и переход от постепенного нагружения к ступенчатому приводит к обострению экстремумов. моментов и сил. На основании сравнения метода конечных элементов и метода характеристик утверждается, что первый более эф-, фективен. Отмечается также эффективность метода конечных элементов по сравнению с любым численным методом в случае конечных областей. [c.158]

Последнее из этих уравнений означает, что тензор напряжений Коши /юлжен быть объективным. Как далее будет видно, это накладывает ограничения на его функциональную зависимость. Легко показать, что требование форминвариантности по отношению к сдвигу в пространстве, зависящему от времени и представленному функцией ( ), и сдвигу во времени, описываемому а, приводит к тому, что определяющие уравнения не зависят явным образом от координат события (х, t). Это будет справедливо для всех определяющих уравнений, которые нам встретятся в дальнейшем. Физически принцип объективности означает если два наблюдателя рассматривают одно и то же перемещение материального тела, то они регистрируют один и тот же отклик на него, т. е. одинаковое напряженное состояние . Хотя этот принцип бессознательно используется в повседневной жизни, он несет в себе глубокое операционное значение (подумайте об определении коэффициента упругости пружины в двух системах отсчета, вращающихся относительно друг друга с переменной угловой скоростью внутренние силы в пружине зависят только от деформации пружины относительно самой себя и не зависят от параметров вращения). [c.107]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...