Обратный метод решения пространственной задачи теории упругости
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Для тела, изображенного на рисунке, известны три компоненты вектора перемещения , , как функции декартовых координат , , :
668020444500
Числовые данные:
м-1; м-1; м-1;
м; МПа; ;
м; м; м;
м; м; м.
Требуется:
1. Определить компоненты тензора деформаций и тензора напряжений в произвольной точке тела.
2. Определить компоненты объёмной нагрузки , , и поверхностной нагрузки , , на наклонной грани тела.
3. Записать тензор напряжений , шаровой тензор и девиатор напряжений , а также определить инварианты тензора напряжений , , в точке A .
4. Определить величины главных напряжений , , и наибольшего касательного напряжения в точке A .
5. Определить погрешность вычисления инвариантов тензора напряжений в точке А.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
1. Определение компонент тензоров деформаций и напряжений.
По уравнениям Коши определяем компоненты тензора деформаций в произвольной точке тела с координатами , , :
Определяем относительную объемную деформацию в произвольной точке тела:
Для определения компонент тензора напряжений вычисляем упругие постоянные материала
МПа
МПа
Находим шесть функций напряжений в произвольной точке тела с координатами , , :
МПа
МПа
МПа
МПа
МПа
Согласно закону парности касательных напряжений :
; ;
2. Определение компонент объёмной и поверхностной нагрузки.
Находим значения первых производных от функций напряжений:
; МПа∙м-1;
;
; ;
; МПа∙м-1
Запишем уравнения равновесия Навье
из решения определяем компоненты объёмных сил:
МПа∙м-1
МПа∙м-1
Далее подставляем найденные функции напряжений в условия на поверхности и получаем выражения для определения компонент поверхностной нагрузки , , :
Определим направляющие косинусы , , нормали к наклонной грани тела. Для определения величин и найдем отрезки A и C, отсекаемые плоскостью грани на координатных осях х и z, соответственно
. Так как плоскость грани параллельна оси у, то, как известно из аналитической геометрии, её уравнение в отрезках запишется следующим образом:
-45085191770
Рассмотрим проекцию тела на координатную плоскость xOz. Очевидно, что расстояние A равно размеру ,
т.е. м.
Расстояние C определяется из подобия треугольников:
.
Отсюда находим м.
Согласно рисунку, находим значения направляющих косинусов:
Вследствие того, что плоскость наклонной грани тела параллельна оси у, угол между нормалью v и осью у равен 90°.
Подставляем значения направляющих косинусов l, m, n в полученные выше выражения для компонент поверхностной нагрузки:
3. Определение деформаций и напряжений в заданной точке тела. Тензор напряжений, шаровой тензор и девиатор напряжений в этой точке
Заданные координаты , , точки А подставляем в выражения для компонент тензоров деформаций и напряжений, полученные выше, и вычисляем эти функции:
МПа
МПа
МПа
МПа
МПа
Находим среднее нормальное напряжение и относительную объёмную деформацию в точке А :
МПа
Записываем тензор напряжений, шаровой тензор напряжений и девиатор напряжений в точке А, соответственно:
4
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
