Лекции по основам устойчивости сооружений. Агалов М.Ш. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

11
,0
1
=
a
V
0
2
=
a
V
.
0
5
8
3
4
84
2
5
2
3
2
3
1
2
=+=
aPlaPlaEJlEJla
a
V
.
0
5
2
2
3
2
42
1
2
=
+
aPlEJla
Pl
EJ
.
0
7
16
5
8
5
144
8
2
7
1
5
2
53
1
2
=+=
aPlaPlaEJllEJa
a
V
.
0
7
2
5
18
5
2
42
1
2
=
+
aPlEJlal
P
EJ .
Если принять
0
1
a и 0
2
a , то
0
7
2
5
18
,
5
1
5
2
2,1
**
**
=
=
PP
P
J
P
D .
где
EJ
Pl
P
2
*
=
()
(
)
dxxaxaaxa
P
dxxaxaaa
EJ
∫∫
++++=
62
2
4
21
22
1
4
2
2
21
2
1
16164
2
144484
2
010545
*2*
=+ PP
2
5,2
l
EJ
P
кр
=
(
)
%12
=
.
Возьмем в третьем приближении
=
++
++=
72
2
5
21
32
1
52
2
3
21
2
1
7
16
5
16
3
4
25
144
3
484
2
lalaala
Plal
aala
EJ
6
3
4
2
2
1
xaxaxay ++= .
Получим:
0
3
9
50,
3
4
7
180
,
7
6
6
37
45
,
7
2
5
18
,
5
1
1
7
3
3,
5
2
2,
3
1
1
***
**
*
***
=
=
PPP
PP
P
PPP
D
2
48,2
l
EJ
P
кр
=
(
)
%4,0
=
Как видно, увеличивая число параметров
i
a , мы мо-
жем сколько угодно близко подойти к точному решению за-
дачи. Отметим, что в приведенных примерах все прибли-
женные решения были выше точного
2
4674,2
l
EJ
. Это не
является случайным. Реальный стержень представляет собой
систему с бесконечно большим числом степеней свободы.
Между тем, пользуясь методами Тимошенко, Ритца, мы вво-
дим либо один, либо несколько варьируемых параметров,
как бы ограничивая число степеней свободы системы, т.е.
накладывая на нее лишние связи. Это приводит к искусст-
венному завышению жесткости системы и большой крити-
ческой силе.
4. Устойчивость прямого стержня с любыми гра-
ничными условиями
Рассмотрим несколько примеров устойчивости прямо-
го стержня, (рис. 9, 10, 11, 12).
4.1 (рис. 9). Этот случай рассмотрен выше, для такого
стержня:
                             ∂V           ∂V                                                            1 *       2 *      3 * 
                                 = 0,          = 0.                                              1 − P ,2 − P ,3 − P 
                             ∂a1          ∂a 2                                                          3         5        7    
            ∂V                             4         8                                                 1 * 18 2 P 45 P * 
                                                                                                                      *

                 = 4 EJla1 + 8 EJl 3 a 2 − Pl 3 a 2 − Pl 5 a 2 = 0 .                        D =  1− P , −              , −        =0
            ∂a 2                           3         5                                                  5     5      7 7       3 
                                                                                                      6     180 4 *          9 
                        Pl 2                 2                                               6 − P * ,      − P ,50 − P * 
                  EJ −      a1 +  2 EJl 2 − Pl 4 a 2 = 0 .                                      7      7     3         3 
                         3                   5                                                             EJ
          ∂V                 144              8          16                                         Pкр = 2,48 2      (∆ = 0,4%)
               = 8EJa1l 3 +        EJl 5 a 2 − Pl 5 a1 − Pl 7 a 2 = 0 .                                         l
          ∂a 2                 5              5           7                        Как видно, увеличивая число параметров ai , мы мо-
                 P 2       18        2 4                                  жем сколько угодно близко подойти к точному решению за-
             EJ − l a1 +  EJl − Pl a 2 = 0 .
                                      2

                 5        5          7                                    дачи. Отметим, что в приведенных примерах все прибли-
     Если принять a1 ≠ 0 и a 2 ≠ 0 , то                                                                                         EJ 
                                                                              женные решения были выше точного  2,4674 2  . Это не
                                   P*        2P*                                                                               l 
                               1−       ,2 −                                является случайным. Реальный стержень представляет собой
                         D=          J        5  = 0.
                               P * 18 2 P *                                 систему с бесконечно большим числом степеней свободы.
                              1 −      , −                                  Между тем, пользуясь методами Тимошенко, Ритца, мы вво-
                                   5 5         7                            дим либо один, либо несколько варьируемых параметров,
                                              Pl 2                            как бы ограничивая число степеней свободы системы, т.е.
                                 где P * =
                                              EJ                              накладывая на нее лишние связи. Это приводит к искусст-
  EJ
  2
      (                           )       P
                                           (
= ∫ 4a12 + 48a1a2x2 + 144a2x4 dx − ∫ 4a12x2 + 16a1a2x4 + 16a22x6 dx
                                          2
                                                                          )   венному завышению жесткости системы и большой крити-
                                                                              ческой силе.
                                               EJ
         P *2 − 45P * + 105 = 0 Pкр = 2,5 2             (∆ = 12% ) .                 4. Устойчивость прямого стержня с любыми гра-
                                                l
                                                                                                ничными условиями
      Возьмем в третьем приближении
  EJ  2             l 3 144a22l 5  P  4 2 3 16             16                 Рассмотрим несколько примеров устойчивости прямо-
=       4a1 l + 48a1a2 +               −  a1 l + a1a2l5 + a22l 7  =
   2                 3       5  2  3              5         7           го стержня, (рис. 9, 10, 11, 12).
                                                                                    4.1 (рис. 9). Этот случай рассмотрен выше, для такого
                         y = a1 x + a 2 x + a3 x .
                                  2       4        6
                                                                              стержня:
      Получим:

                                                                                                                                       11