T Q r d dr Mr dMr r dr d Mt |
dr |
|
d |
Mt dr |
d |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mr r d 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
После сокращения на d |
|
|
и |
|
|
|
|
отбрасывания |
|
произведения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dMr dr (величина |
|
второго |
|
|
порядка |
|
|
малости), |
|
получим |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q r dr Mr dr dMr |
r Mt |
dr 0. При умножении |
на |
|
1 |
|
|
|
и |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
r dr |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
разделении слагаемых, имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dMr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
Mr Mt |
|
|
Q. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dM |
r |
|
|
|
|
|
|
d |
2 |
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
С учетом (8) и (10), а также |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
dr |
|
|
r |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
окончательно принимаем: D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q , или |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
d2 |
|
|
1 |
|
d |
|
|
|
|
|
Q |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(11) |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
dr2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
r1 |
|
|
|
|
|
r dr |
|
|
|
|
|
|
r2 |
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
qr 2 r1dr1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Q |
0 |
|
– погонная поперечная сила в круговом се- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 r1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
чении радиусом r1; qr1 – распределенная нагрузка на площади r12.
Выражение (11) определяет углы поворота нормалей в сечениях r к срединной поверхности пластины.
Считая dw, уравнение (11) представим выражением dr
d3w |
|
1 d2w |
|
1 dw |
|
Q |
. |
(12) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
dr3 |
r dr |
2 |
r |
2 dr |
D |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
Уравнение (12) – дифференциальное уравнение изогнутой срединной поверхности осесимметрично изогнутой пластины.
2.Примеры расчета круглых пластин
2.1.Осесимметричная пластина с распределенной загрузкой
исосредоточенной силой в центре
Вырежем из круглой пластины элемент радиусом r и загрузим распределенной нагрузкой qс дополнительной центральной силой
F (см. рис. 4).
Рис. 4
Произведемпреобразование левой части уравнения (11).
|
|
|
|
d2 |
|
1 d |
|
|
|
d |
d |
|
|
|
d 1 |
d |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
dr2 |
r dr |
r2 |
|
dr |
|
|
|
dr |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
r |
|
dr r |
|
|
|
|||||||||||||
|
d |
1 d r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
dr r dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Погонная сила Q в радиусном сечении rсоставляет Q 2 r и является реакцией внешнего загружения в этом сечении F q r2 . Составим уравнение равновесия сил:
F |
|
Q 2 r F q r2 0, или |
Q |
|
F |
|
q r |
. |
(2.2) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 r |
2 |
|
|
|||
В выражение (11) подставим (2.1) и (2.2), получим |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
d |
1 d r |
|
F |
|
|
q r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ D или |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
dr |
2 r |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
dr r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 d r |
|
F dr |
|
q r |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr. |
|
|
|
(2.3) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
2 rD |
2D |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Дважды проинтегрируем (2.3) по dr, получим уравнение углов поворота нормалей к срединной изогнутой поверхности пластины для данной схемы.
|
1 d r |
|
|
|
F dr |
|
q r |
|
|
1 d r |
|
|||||||||
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
dr |
|
2 rD |
|
r |
dr |
|||||||||||||
|
r |
|
|
|
|
|
|
2D |
|
|
|
|
||||||||
|
F |
lnr |
|
q |
r2 |
C . |
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.4) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 D |
|
4D |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Умножим (2.4) на r dr
d r |
|
|
|
F |
|
r lnr dr |
|
|
q |
|
|
|
r3 dr C |
|
|
r dr |
. Интеграл данного |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
выражения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
d r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r lnr dr |
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
dr |
C1 r dr |
r |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
F |
|
|
r2 2lnr 1 |
|
|
|
q |
|
r4 C |
r2 |
|
|
C |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.5) |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 D |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
Умножив (2.5) на 1/ r, имеем уравнение углов наклона нормали |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
к изогнутой поверхности пластины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
r 2lnr 1 |
|
|
q |
|
r3 |
|
C |
r |
|
C2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.6) |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
8 D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dw |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Произведем |
|
замену |
|
|
|
. |
|
|
Умножим |
обе части |
(2.6) |
на |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
( dr). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r 2lnr |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
dw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
dr. |
|
Интеграл |
от |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
8 D |
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dw/ dr примет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
r 2lnr 1 |
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
C |
2 |
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
2 |
lnr 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
r |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
8 |
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
8 D |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
q |
|
|
|
r4 |
|
C |
r2 |
|
C |
|
lnr C |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.7) |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
64D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Уравнение (2.7) определяет величину прогибов срединной по- |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
верхности пластины. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Примечание: Интегралы выражений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2rlnr dr r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rlnr dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dr dr |
|
|
|
|
|
2rlnr dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
r |
dr r dr |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
1 |
r2 lnr dr |
r2 |
|
|
1 |
r2 2lnr 1 , так как |
|
|
d |
|
r2 lnr 2rlnr |
r2 |
. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
||||||||||||
r 2lnr 1 dr 2 rlnr dr r dr |
2r2 2lnr 1 |
|
r2 |
|
r2 lnr 1 . |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
2.2. Пластина, с распределенной загрузкой q
защемленная по контуру
Q |
q |
|
|
|
h |
|
r |
a |
|
|
Рис. 5 |
В соответствии с рис. 5 в уравнениях (2.6) и (2.7) примем F 0, получим значения углов поворота и прогибы, соответственно,
|
q |
|
r3 |
C |
|
r |
|
C2 |
; |
|
(2.8) |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
16D |
1 |
2 |
|
|
|
r |
|
|
||||||
w |
q |
r4 |
C |
|
r2 |
|
C |
|
lnr C |
. |
(2.9) |
|||||
64D |
|
|
||||||||||||||
|
|
1 |
4 |
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|||||
Граничные условия: |
1. r 0; 0; |
|
|
|
|
|
||||||||||
2.r a; 0;
3.r a; w 0,
где a – радиус внешнего контура.
Согласно уравнению (2.8) по первому и второму граничным условиям, имеем:
|
|
|
qr3 |
|
|
r |
|
C |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
С1 |
|
|
|
|
|
|
0; |
|
(r 0) |
|
|
|
|
|
|||||||
|
r |
|
|
|||||||||
|
|
16D |
|
2 |
|
|
r 0 |
|
||||
|
|
|
qa3 |
|
|
a |
|
C |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
С1 |
|
|
|
|
|
|
0. |
|
(r a) |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
a |
|
|
|||||||||
|
|
16D |
|
2 |
|
|
r a |
|
||||
Отсюда C2 0; C1 q a2 . Окончательно уравнение (2.8) при- 8D
мет вид:
|
|
|
dw |
|
|
qr |
a2 r2 . |
|
|
|
|
|
(2.10) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dr |
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Из преобразованного уравнения (2.9) вычислим С3, согласно |
||||||||||||||||||||||||
третьему условию: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
w |
qr4 |
|
|
q a2 |
r2 |
C |
|
0; C |
|
|
q a4 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
||||||||||||
64D |
|
32D |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
64D |
|
|||||||||
Окончательно уравнение прогибов (2.9) запишем как |
|
|||||||||||||||||||||||
w |
q r4 |
|
|
q a2 r2 |
|
|
q a4 |
|
q |
|
a2 |
r2 2 |
. (2.11) |
|||||||||||
64D |
|
64D |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
32D |
|
|
|
64D |
|
|
|
|||||||||||||
Максимальный прогиб при r 0 (в центре) |
w |
|
|
q a4 |
. |
||||||
|
64D |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
max |
|
|
||
Определение значений изгибающих моментов |
|
||||||||||
d |
|
|
|
|
d |
|
|||||
Mr D |
|
|
|
и Mt |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
dr |
|
r |
r |
|
|
dr |
|
||||
Подставим в уравнения моментов выражение (2.10). При этом производная d / dr равна:
|
|
|
|
d d |
q a2 |
|
3q r2 |
|
|
|
|
|
|
q |
a |
2 |
|
|
2 |
; |
|
|
|
q |
a |
2 |
|
2 |
. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
dr |
|
dr |
|
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q a |
2 |
|
|
|
|
|
3q r |
2 |
|
|
|
q a2 r |
|
|
|
|
q r |
3 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
M |
r |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D r |
|
|
|
16D |
|
|
r |
|
16D |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
q |
a2 |
3r2 |
a2 r2 |
|
|
q |
|
a2 1 r2 3 ; |
|
|
|
|
|
|
(2.12) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
q a |
2 |
|
|
|
|
|
q r2 |
|
|
|
|
|
q a |
2 |
|
|
|
|
3q r2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
M |
t |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
16D |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
q |
a2 |
r2 |
|
a2 |
3 r2 |
|
q |
a2 1 r2 1 3 . |
|
|
|
|
|
(2.13) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
При r a найдем моменты в защемлении:
|
|
|
|
Mr r a |
q a2 |
|
Mt r a |
|
|
|
q a2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
. |
(2.14) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|||
|
В центре пластинки, где r 0, |
Mr Mt |
|
q a2 |
1 . |
(2.15) |
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
Максимальное напряжение на контуре пластинки равно: |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
r max |
6M |
r |
|
3 q a2 |
. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
h2 |
|
4 h2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
В соответствии с условием жесткости, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
r max |
|
6 Mr max |
|
|
5%, производим корректировку толщи- |
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
изг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
h2
ны сечения h.
2.3. Пластина, с распределенной загрузкой q
свободно опертая по контуру