内容发布更新时间 : 2024/12/23 23:53:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
又据上下边界中对x为任意值有?xyy??h2?0得
32?Ah?Bh?C?0?4?Ah42Bh32hh???3H?2K?L?0?2163842 (b) ?32?Ah?Bh?C?04?4?Ah2Bh3h2h??3H?2K?L?0?42?21638将(b)中的第1式加、减第3式得
32Ah?2C?0,B?0 (c) 2将(b)中的第3式加、减第4式得
Ah4h2?6H?2L?0 (d) 1644Bh3?2Kh?0 (e) 383q2q,A??3 2lhlhq由(e)式得 K=0。由(a)式中的第1式得D??
2l由(a)式中的第2式和(c)式得 C?ql?R?R??2?12,其中q?x???qx,解此方程得R1和R2: 根据外力平衡得?ll??xq?x?dx?R2l?0在x=0的端面内据?R1??h2h?2?xydy??h2h?2?qy4?ql2????3Hy?Ldy?得 ?lh3?6??Hh3qlqh2?Lh??? (f) 4680l由第(d)式和第(f)式得H???h2h?2h2h?2ql?qhql?q?3?,L??。
80l4h?10lh3h?由
??xx?0dy?0??h2h?2?6Ey?2F?dy?0?F?0,
由
??xx?0ydy?0??6Ey3dy?0?E?0。
h2h?2???2qx3y?4qy3qy??x??lh3?x???lh3?2lh???综上得: ???2qxy33qyxqx?y??3??, ?222lh42lh2l??xy?3qyxlh3?3qx4lh?qylh3???3q?10lh?ql?h3?y2?ql?ql??80l4hx3?2qy33qyq??qy5qy3应力函数为??6??qly3qhyqly????lh3?2lh?2l????x???5lh3?10lh?3h3?80l?4h??。 习题3、已知载荷分布如图所示,即 当周期分别为
(1)L?l,如图4-3(b)所示。
(2) L?2l,如图4-3(d)所示,且取x的偶函数。 (3) L?2l,如图4-3(e)所示,且取x的奇函数。
qoxyq(a)q(d)q(b)P-q-q(e)(c)图4-3
试用傅氏级数写出q?x?的表达式,并写出集中载荷情况下的表达式。
解:(1)周期为L?l,如图4-3(b)所示。首先将y轴平移d,于是在新坐标系中,
?0,当?l?x*???qx*??q,当?2??c?c?x*?c,将
q?x*?按傅立叶级数展??l?0,当c?x*?2???A?0?2n?x*2n?x*q?x?2???Ancos?Bnsin?n?1??ll?? 开成
l222n?x***dx (n=0,1,2,…) 其中 An??lqxcosl?2l??222n?x***Bn??lqxsindx (n=1,2,…)
?l2ll??2c4qc*于是 A0??qdx?,
l?cl2c2n?x**2q2n?cAn??qcosdx?sin,
l?cln?l2c2n?x**Bn??qsindx?0。
?cll2qc2q?12n?c2n?x**?qx??sincos,x?x?d ?l?n?1nll???如图4-3(c)所示,令P?2qc,且当c?0时,即为集中载荷的情形,那么 (2)设L?2l,如图4-3(d)所示,且取x的偶函数。 对原来的载荷q?x?进行偶性延拓后按傅立叶级数展开成:
?A0n?xn?x??q?x?????Ancos?Bnsin?,
2n?1?ll?2ln?x??, qxcosdx (n=0,1,2,…)?0ll1ln?x而 Bn??q?x?sindx?0 (n=1,2,…)
l?ll2d?c4qc2d?cn?x4qn?dn?c于是A0??qdx?,An??qcos, dx?cossinld?clld?cln?ll其中 An?令P?2qc,且当c?0时,即为集中载荷的情形,那么 (3)设L?2l,如图4-3(e)所示,且取x的奇函数。 对原来的载荷q?x?进行奇性延拓后按傅立叶级数展开成:
?A0n?xn?x??q?x?????Ancos?Bnsin?,
2n?1?ll?1ln?x??qxcosdx?0 (n=0,1,2,…), ??lll2ln?x而 Bn??q?x?sindx?0 (n=1,2,…)
l0l2d?cn?x4qn?dn?cdx?sinsin于是, Bn??qsin,
ld?cln?ll其中 An??q?x??那么
4q1n?cn?dn?xsinsinsin,令P?2qc,且当c?0时,即为集中载荷的情形,??n?1nlll?2P?n?dn?xq?x??sinsin。 ?ln?1ll习题4、连续板墙的中间一段如图所示,试用三角函数形式的应力函数求其应力分量。
yoPPx图4-4
解:先将y轴平移l,得新坐标系XoY,在新坐标系XoY下将边界载荷化为三角函数形式的q?X?,周期为2L,其中L??l?c?。
在连续板墙的上边界,即Y=h处,利用第3题中的(2)得两处集中载荷P作用下的q?X?
?P?n?ln?X?q?X???1?2?coscos? (a)
L?LLn?1?在连续板墙的下边界,即Y=0处,在两处分布载荷q作用下:
A0??n?Xn?Xq?X?????Ancos?Bnsin2n?1?LL其中 An???, ?2Ln?X??, qXcosdX (n=0,1,2,…)?0LL1Ln?XdX?0 (n=1,2,…) 而 Bn??q?X?sin?LLLL2?L?c4qc于是 A0??, ???LqdX??L?cqdX?????LL2?L?cn?X2Ln?X4qn?cAn??qcosdX??qcosdX?cosn?sin,
L?LLLL?cLn?L2qc?2L?1n?cn?X??q?X??1?sincosn?cos??,
L??cnLLn?1??其中据外力平衡得P?2qc。
nP?2L???1?n?cn?X??q?X???1?sincos? (b) ?L??cn?1nLL?设三角级数式的应力函数和相应的应力分量为
这些应力分量是满足平衡微分方程和协调方程的。现在利用边界条件确定待定常数
'''''。 ?m、Am、Bm、Cm、Dm、?m、Am、Bm、Cm、Dm(1)由于板墙的几何形状及所受载荷均对称与YoZ平面,有
?XX??X???XX?X?,?YY??X???YY?X?,?XY??X????XY?X?对任何Y值都成立,于是
Am?Bm?Cm?Dm?0。所以应力函数为
其中?m?'m?。相应的应力分量是: L'??'2Dm'2'?XX???mcos?mX?(Am+')sh?'mY?(B'm?mm?1??????2C ?')ch?'mY?C'mysh?'mY?D'mych?'mY??m?'m (c)
??????'?YY????'mcos??mX??A'msh??'mY??B'mch??'mY??C'mYsh??'mY??D'mYch??'mY??
2m?1? (d)
?XY???m?1'(Am??'2m'?'Cm'sin?X?(Bm?')sh?mY??m??'m????''''')ch?mY?DmYsh?mY?CmYch?mY???D'm'm (e)
??????(2)上、下边的剪应力为零,即?XYY?0,?0,?XYY?h,?0得
?XY?XY'mY?0???m?1??'2m'?'Dm??sin??X??Am?'???0 (f) ?m??'m'?'Cm'sin?X?(Bm?')sh?mh??m?Y?h???m?1'2m?'m???'m?(A?)ch?h?Dhsh?h?Chch?h??0??D'm'm (g)
??'m'm??'m'm??(3)上边界正应力?YYY?h??q?X?和(a)式得
?YYY?h????m?1?'2m''cos?mX[Amsh?'mh?B'mch?'mh?????? (h)
?P?m?lm?X?''''?Cmhsh?mh?Dmhch?mh]???1?2?coscosL?LL?m?1?????