Материал: Прочность, устойчивость, колебания. Т. 3

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

416

К о л еб а н и я п л а с т и н о к

фнциенты упругости защемления с для всех четырех сторон одинаковы, условия склеивания (48) принимают вид

 

 

кхах= 2агс*§-----------------

 

 

 

—----------------- ^ +

т^щ

 

 

 

 

 

 

Щ- (^1 + Лг) +

+ 2к1) 2

 

 

 

 

к2а2 = 2агс1б -----------------

 

 

 

—----------------- ^ +

шал.

 

 

 

 

 

 

Т « + 4 ) + « + * « Т

 

 

 

Результаты

вычислений

десяти

частот для

 

квадратной

пластинки

со сторонами а± = а2 = а показаны на рис.

13.

Через с*

обозначен

безразмерный

коэффициент

защемления:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

са

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С* “

2 0 '

 

 

 

 

 

 

При с* -> 0 получаем шарнирно опертую пластинку; при с* -> оо

получаем жестко защемленную пластинку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

 

 

и

1.

А м б а р ц у м я н

С.

А.,

Х а ч а т р я н

 

А.

А.

Об устойчивости

колебаниях анизотропных

пластинок. «Изв. АН

СССР,

ОТН,

«Механика

н

машиностроение!,

1,

1960.

 

 

 

 

собственных

колебаний

 

2.

А н а н ь е в

И. В. Справочник по расчету

упругих систем. М.,

Гостехнздат,

1946.

Колебания

пластин

переменной

 

3.

Б е л о ц е р к о в с к и й

И.

Я.

жесткости. Труды конференции по теории

пластин

и оболочек. Киев, Изд-во

АН УССР, 1962.

В.

В.

Краевой

эффект при

колебаниях упругих обо*

 

4.

Б о л о т и н

лочек.

ППМ, т. 24,

Из

5,

1960.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Б о л о т и н

В.

В. и др. Асимптотический метод исследования спектра

собственных частот упругих пластинок. Сб. «Расчеты на прочность». Вып. 6. М., Машщз, 1960.

6. Б о л о т и н

В. В.

Динамический краевой эффект при колебаниях

упругих пластинок.

Инженерный сборник, т. 31, 1961.

7. Б о л о т и н

В. В.

Асимптотический метод исследования задач о соб­

ственных значениях для прямоугольных областей. Сб. «Проблемы механики

сплошной среды».

Изд-во

АН СССР, 1961.

8. Б о л о т и

и В. В.

Асимптотический метод в теории колебаний упру­

гих пластин и оболочек. Труды Всесоюзной конференции по теории пластин

ноболочек. Казань. КФАИ СССР, 1961.

9.Б о л о т и н В. В. Обобщение асимптотического метода решения задач

о собственных значениях для прямоугольных областей. Инженерный жур­ нал. 1961, № 2.

10.Г о н т ке в и ч В. С. Собственные колебания пластинок и оболочек. Киев, «Наукова Думка». 1964.

11.Г у ме и ю к В. С. Определение частот свободных колебаний пла­

стинок переменной толщины. Доклады АН УССР, № 1, 1956.

12.

Д у б и н к и н

М.

В.

Колебания плит с учетом инерции

вращения

и сдвига. «Изв. АН СССР,

ОТН», 1958,

№ 12.

 

 

13-

К о л л а т ц

Л.

Численные

методы решения дифференциальных

уравнений. М.,

ИЛ, 1953.

 

Е. П.

Применение

асимптотического метода для

14.

К у д р я в ц е в

исследования

собственных

колебаний

упругих

прямоугольных

пластин.

Сб. «Расчеты на прочность». Вып. 10. М., «Машиностроение». 1964.

 

 

Литература

417

15. М о с к а л е н к о

В. II. К применению уточненных теорий изгиба

пластинок о задаче о собстоснных колебаниях. «Инженерный журнал»,

т. 1,

1961. № 3.

В. Н.

Собственные колебания трехслойиых

пла*

16. М о с к а л е и к о

стин, прямоугольных в плане. Труды IV Всесоюзной конференции по теории

оболочек и пластин. Ереван,

Изд-во АН Армянской ССР, 1964.

коле­

17. М о с к а л с н к о

В.

Н.,

Ч е и - д э - Л к н. О собственных

баниях многопролстиых неразрезных пластинок. Прикладная механика, т. 1,

3, 1965.

Е.

С.

Динамический

расчет несущих

конструкций.

М.,

18.

С о р о к и н

Стройиздат, 1956.

 

С.

П. Устойчивость упругих систем.

М., Гостех-

 

19.

Т и м о ш е и к о

нздат.

1955.

А. П. Колебания механических систем. Киев,

«Нау-

 

20.

Ф и л и п п о »

кова Думка». 1965.

В. \\г. УШгаНоп оЕ 1пап#и1аг сапШеуег

рЫез

Ьу ЕЬе

 

2 1. А п с1 е г 5 с п

К11г теЕйоб. Лоигп. Арр1.

Месй., уо1. 21,

п. 4, 1954.

 

 

22.В а г 1 о п М. V. У1ЬгаИоп о! гесЕалди1аг апб $ке\у сапШеуег р1аЕез. Лоигп. Арр1. Месй., уо1. 18. п. 1, 1951.

23.В о I о 11 п V. V. У1ЬгаНоп оЕ 1аусгеб с1азЕ1с рЫез. Ргос. уг. ргоЫ., уо1. 4. п. 4, 1963.

24.

В о 1 о (1 п V. V. Тйс бспзИу оЕ е1делуа1иез 1п

у1ЬгаИоп

ргоЫетз

о! е1аз11с р1аЕез апс! зйеНз. Ргос. уг. ргоЫ.. уо1. 6,

п. 4,

1965.

1п

е1азЕ1с

25.

В и с Нчу а 1б

V. Т. Ьо\у Егециепсу оЕ

Псхига1 у1ЬгаНопз

р1а!ез.

<ЭиагЕ. Л. Месй. Арр1. МаЕН., уо1. 12, п. 4,

1959.

 

 

Тгап5-

26.

С а б а т Ь е

V.. К и т а г а з \ у а т 1

М.,

К а и I Р. К.,

усгзе у1ЬгаПоп5 оЕ 1Ып сапЕПеУег р1аЕез о! Егарего1ба1 апб Епапди1аг р!ап Еогш.

Лоигп.

1пзЕ.

ЕПВГ5

оЕ

1пс11а. п. 5,

1956.

 

 

Епапди1аг

сапН-

27.

С Ь г I з | е п 5 е п

К. М. У1ЪгаЕ1оп о! а 45° гЦ»йЕ

1еуег рЫе Ьу а дпб\уогк теЕйоб. А1АА Лоигп., уо1. 1, п. 8, 1963.

1йгег

28.

Е з с й 1е г

Н.

2 иг ЕгппЕЕ1илд бег

Е^епзсйу/тлдипдеп бег 1п

М111е1еЬепе Ъе1аз1еЕеп

РесйЕескр1аЕЕе. 1пд. — Агсй1у, Вб 18,

Н.

5, 1950.

29.

Ни

N а п • С Ь и,

Н е г г ш а п п

О.

Ргее Пехига1

У1‘ЬгаНоп5 о!

гесЕапди1аг е1а$Ис рЫез.

Лоигп. Арр1. Месй.,

уо1. 23, п. 4.

1956.

 

30.

I е и с й 1

5.

 

В1еее5сйзд’1пвипдеп ипб К1апдЕ1дигеп бег у1егзе1Е1д

е1пдезраппЕеп

гесйЕеск!деп

Р1аЕЕе. 1пд.— АгсЫу,

Вб 8, Н.

1,

1937.

 

31.

I в и с й 1

5.

01е Ецгепзсй^пвипвеп ипб К1апдЕ1дигеп бег у!ег5сШб

1ге1еп гесйЕеск!деп Р1аЕЕе. 1пд. —АгсЫу, Вб 21, Н. 5—6, 1953.

 

 

32.

К а и 1 Р. К-,

С а б а ш Ь е

V, Тйе па(ига1 Егеяиепс1ез оЕ 1йш зке\У

р1аЕсз.

Аегоп.

С?иагЕ.,

уо1.

74, п. 3,

1956.

 

 

 

 

 

33.К 1е 1 п В. РипбатспЫ Егечиспс1е$ о! агЫЕгагИу зйареб з1шр1у зиррогЕеб Ег1апди1аг р1аЕез оЕ агЫЕгагу р1ап Еогш. Лоигп. Поу. Аегоп. Зое., уо1. 60, п. 544, 1956.

34.М 1 п б 1 1 п К. О. 1п11испсе оЕ гоЕаЕогу 1пегПа апб зйеаг оп Е1ехига1

тоЕ1оп оЕ 1зо1гор1с е1а5Е1с р!аЕс$. Лоигп. Арр1. Месй., уо1. 18, п. 1, 1951. 35. О б т а п 3. Т. А. $Еиб1ез оЕ Ъоипбагу уа1ие ргоЫеш?, рагЕ II, Сйа-

гасЕег1зЕ1с ЕипсНопз оЕ гес1апди1аг рЫез, Зу. Рогзк.

1пзЕ. Еог сет. агей. ЬеЕ..

31оскйо1т, 1955.

Оп (йе Егапзуегзе у!ЬгаНоп оЕ ап еШрЕ1с р1а!е

36. 3 й 1Ь а о к а С.

\у1ЕЬ с1атрсб ебде. Лоигп.

Рйуз. Зое. Ларап, уо1. II,

п. 7, 1956.

Глава 8

КОЛЕБАНИЯ ОБОЛОЧЕК

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ТОНКИХ УПРУГИХ ОБОЛОЧЕК

Общие уравнения теории тонких упругих оболочек для динамического

случая. Пусть оболочка отнесена к ортогональной

системе

коорди­

нат х1%х2, х3 с коэффициентами Ламе Нг, Нг, Я8 =

1 (рис. .1),

причем

координатные линии на срединной поверхности

(хх- и х2- линии)

совпадают с линиями главных кривизн с радиусами кривизны К1 и Тогда в рамках гипотез Кирхгофа-Лява дифференциальные уравнения колебаний оболочки будут иметь вид

Я Л

I.

дх1

(?1 .

 

. д*их

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я Л

I

дхг

"

дх2

 

.

11

дх2

 

81 дхх ]

 

 

 

 

<Эг

,

 

д2ио

 

 

 

 

 

 

1

г а (ад)

 

э (ад) -I

 

 

 

 

а

д

|.

дх,

т

 

дх2

]

' г

 

 

 

,

 

 

 

йз

=

_ пЛ^ ш .

(1)

 

 

*

/?1

+

 

 

рЛ д<а

 

 

 

1

[ д(Ми Нг) д(М21Н1)

 

 

 

 

Я Л

I.

дхг

 

"1~

дх2

 

 

 

 

га(М )

 

 

 

 

 

 

 

 

Я]ГЛ

I

дхх

^

дх2

 

 

11

дх2^

 

 

 

А/,

 

 

Г

I

^ 2 1

_ д

 

 

 

 

 

/У^-- ” 21------^

 

^

 

 

 

где #1 и # 2 — параметры Лам

Дифференциальные уравнения колебаний оболочек

419*

Связь усилий в срединной поверхности УУП, ЛЛ>2, /У12> УУ21 и момен­ тов Ми , /И12) М12 = М21 с деформациями срединной поверхности еп ,

е22, е12 =

е21 и изменениями кривизн хш х22, Х|2 = кп определяется

в случае

изотропной оболочки следующими формулами:

..

 

Ек ,

.

х

И гг =

у— ^ 2 (еп

■+■ уегг)'

 

 

Ек

 

 

 

=

| __ уЧ ^Б22

+ У8и)»

N„ =

 

ЯЛ

ла

«12 \

1+ V(«и

12'«2 У

*« =

Ек

к2

«12 \

И-г ^Е12

12

 

Ми = О (хи +

Vx22);

УИ22 — Э (х22 -{- “УХ!!);

М12= Я (1 — у)х1а.

 

Эти выражения удовлетворяют шестому уравнению системы (1) н дополнительным условиям, связанным с обоснованием энергетических принципов.

Компоненты деформации и изменений кривизн срединной поверх­

ности можно

выразить

через

компоненты смещения

и1} и2, и3 = ш:

 

 

 

1

д “ г

,

 

1

ЗНл

.

XV

1

е

а

~ ~ Н [ '

Ас*

'

Н ХН Ь

 

 

 

 

 

 

 

1

_ а ^

 

 

1

дН2

,

дои

О)

е

м

_

Ж

а'* ,

т

Л

, / / 8

Ас,

 

 

 

1

 

Г Й 1

аддга

\

 

г ) +

1 г ' з | - ( ж

' ) ] ;

~

 

2

| . Я

И

420

Колебания оболочек

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

дт

 

 

 

 

 

 

 

*и “

77Г■*(

//1

дхх

 

ю

 

+

 

 

 

 

.

 

 

1

 

ая,

( ± _

 

ди)

 

и2

\ .

 

 

 

 

1 Я,Яг

а*„

1\ Н Л*дх2

 

К г ) 1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

дш

 

*)+

 

 

 

*гг“

я7

а*, \ я2 *дх2

 

 

 

 

 

т

 

я,я2

ая*,<А _

 

дш

 

_!М.

 

 

 

 

 

<&!

1

*дх2

1

Я . ) ’

 

 

 

_

 

 

1

 

Г

 

 

дНг

/

дХ|

л

\ _

 

 

я,#2

[дх1дх2

дх2

\ Н 1

л , ;

 

 

/

1

 

ддо

Щ. \

 

н г ва*,__ Яг_.

 

 

 

VНг

 

дх2

К2 )

/?1 дх2

/?а

 

Углы поворота определяют по формулам

 

 

 

 

 

й

_

1

 

дхю

«!

 

д

_

1

дно

ио

 

1

Я ,

' дхг

 

Кг

 

2

Я2

*ж

 

- - *

- '

Потенциальная

энергия деформации оболочки

 

 

 

^ =

1

1

 

[

 

(

е11 +

^ г ) 2 — 2 (1 — V) ( е п 822 — е22)] +

+ Я [(*ц + Х22)2 — 2 (1 — V) (нцХзз — >4)] | НХН2 йхх йх2.

Кинетическая энергия

7' & " т И РА [ ( ^ " ) + ( ' ж ) + ( ж ' ) 2]

(4)

(5)

(6)

(7)

Классификация граничных условий. На каждом краю оболочки мо­ жет быть задан один из 16 видов однородных граничных условий. Эти виды для края хх = сопз! определяются всеми возможными комбина­ циями следующих четырех условий (табл. 1):

а; = 0

$1 +

1

дМ1г

-

я,

а*2

 

 

о II о

или

Л 4 „= 0 ;

 

 

«1 = 0

или

Л\, = 0;

 

 

«2 = 0

*12 - - 1 - м 12

=

о.

Наиболее распространенными являются: условия Навье

ш = Мц Ыи = и2 — 0;

условия заделки

ю =.- = их = иг = 0;

(8)

(9)

(Ю)

(П)

Источник: https://studfile.net/preview/19992756/