Лекции по основам устойчивости сооружений. Агалов М.Ш. - 8 стр.

UptoLike

Составители: 

8
()
==
dxyd
2
2
1
;
из уравнения
;AW =
() ()
=
dxy
P
dxy
EJ
l
2
0
2
22
;
()
()
=
l
l
кр
dxy
dxyEJ
P
0
2
0
2
.
Эта формула является общей для всех стержней посто-
янного сечения при любых закреплениях концов.
Зададим для рассматриваемого примера уравнение изо-
гнутой оси в виде:
;
2
cos1
0
=
l
x
ay
π
тогда:
l
x
l
ay
2
sin
2
2
0
ππ
=
;
l
x
l
ay
2
cos
4
2
2
0
ππ
=
;
=
l
l
кр
dx
l
x
l
a
dx
l
x
l
a
EJP
0
2
2
2
2
0
0
2
4
4
2
0
2
sin
4
2
cos
16
ππ
ππ
;
;2cos
2
1
cos
;2cos
2
1
sin
2
2
xx
x
+=
=
22
2cos
2
1
2
1
2
cos
000
2
l
dx
l
x
dxdx
l
x
lll
=+=
∫∫
ππ
;
22
2
sin
0
l
dx
l
x
l
=
π
;
22
2
4674,2
4
l
EJ
l
EJ
P
кр
==
π
.
Мы получили точное решение, так как в качестве воз-
можной кривой изгиба взяли ту кривую, по которой дейст-
вительно изгибается стержень под действием силы P.
В большинстве случаев форма кривой неизвестна. Что-
бы её найти воспользуемся приближенным приемом С.П.
Тимошенко.
На основании опытных данных или рассмотрения ана-
логичных задач задаемся подходящей формой изгиба, при-
чем её уравнение может не удовлетворять условиям на гра-
ницах и содержать один или несколько произвольных пара-
метров.
Пример. Выбираем уравнение кривой в виде:
xaxaay
++=
2
2
10
.
Граничные условия на нижнем защемленном конце удовле-
творяются, если положить 0
0
=
a .
Чтобы удовлетворить граничные условия на верхнем,
свободном, конце где
,e
x
=
,0
y 0
=
y достаточно поло-
жения
2
1
2
6
l
a
a = .
                                                                                                        1
                       1                                                                    sin 2 =       − cos 2 x;
             ∆ = ∫ d∆ = ∫ ( y ′) dx ;                                                                   2
                                 2

                       2                                                                                 1
                                                                                              cos 2 x = + cos 2 x;
                         EJ
                                l
                                                                                                         2
     из уравнения W = A;       ∫   ( y′′)2 dx = P ∫ ( y′)2 dx ;
                                                                                    2 πx                          πx
                                                                              l                  l         l
                           2 0                  2                                              1        1              l
                                                                             ∫0 cos
                                                                                      2l
                                                                                         dx =
                                                                                               20∫ dx +
                                                                                                         20∫ cos 2 dx = ;
                                                                                                                   2l  2
                                          l
                                                                                                     2πx
                                                                                             l
                                                                                                             l
                                    EJ ∫ ( y ′′) dx
                                              2
                                                                                             ∫ sin    2l
                                                                                                         dx = ;
                                                                                                             2
                            Pкр =     l
                                          0
                                                      .                                      0

                                                                                                 π 2 EJ
                                      ∫ ( y ′) dx
                                              2                                                                    EJ
                                                                                        Pкр =        2
                                                                                                          = 2,4674     .
                                      0                                                       4l                   l2
     Эта формула является общей для всех стержней посто-               Мы получили точное решение, так как в качестве воз-
янного сечения при любых закреплениях концов.                     можной кривой изгиба взяли ту кривую, по которой дейст-
     Зададим для рассматриваемого примера уравнение изо-          вительно изгибается стержень под действием силы P.
гнутой оси в виде:                                                     В большинстве случаев форма кривой неизвестна. Что-
                                               πx               бы её найти воспользуемся приближенным приемом С.П.
                         y = a 0 1 − cos ;                      Тимошенко.
                                                2l 
                                                                       На основании опытных данных или рассмотрения ана-
                                             π  2
                                                      πx          логичных задач задаемся подходящей формой изгиба, при-
                     тогда: y ′ = a 0             sin ;
                                             2l       2l          чем её уравнение может не удовлетворять условиям на гра-
                                        π  2
                                                  πx              ницах и содержать один или несколько произвольных пара-
                        y ′′ = −a 0 2 cos             ;           метров.
                                        4l         2l
                                                                       Пример. Выбираем уравнение кривой в виде:
                                  2 π          2 πx
                            l          4

                           ∫0 0 16l 4 cos 2l dx
                                a                                                        y = a 0 + a1 x 2 + a 2 x ′′ .
                Pкр = EJ l                              ;         Граничные условия на нижнем защемленном конце удовле-
                                     π 2
                                                π x               творяются, если положить a 0 = 0 .
                              ∫0 a0 4l 2 sin 2l dx
                                   2          2

                                                                       Чтобы удовлетворить граничные условия на верхнем,
                                                                  свободном, конце где x = e, y ≠ 0, y ′′ = 0 достаточно поло-
                                                                                a
                                                                  жения a2 = − 1 .
                                                                               6l 2
                                                                                                                             8