3 РОЗРАХУНОК ПОХИЛИХ ОБОЛОНОК
ПОДВІЙНОЇ КРИВИЗНИ
3.2 Основи теорії похилих оболонок подвійної кривизни

3.2.3 Диференціальні рівняння рівноваги елемента похилої оболонки

Для елемента оболонки можна записати 6 умов рівноваги:

  1) ∑X=0,                 4) ∑Mx=0,
  2) ∑Y=0,                  5) ∑My=0, 
3) ∑Z=0,                  6) ∑Mz=0.
(3.2.5)  

Якщо взяти до уваги (3.1.2), то рівняння 6 перетворюється в тотожність. Залишається 5 рівнянь.

При запису 1-го і 2-го рівнянь можна знехтувати проекціями поперечних сил на осі Х і Y  порівняно з проекціями нормальних і зсувних сил на ці ж осі (наприклад, Q1 sinθ1<<N1 cosθ1, дійсно sinθ1<<cosθ1), а крім того, зазвичай Q1 < N1. Тоді отримані рівняння не будуть відрізнятись від відповідних рівнянь елемента плоского диска, які при відсутності компонент навантаження , а також сил інерції мають вигляд [23]:

  ;      . (3.2.6)  

Внутрішні зусилля мембранного типу записуються через напруження так:

  N1x·δ,       N2y·δ,        S=τxy·δ, (3.2.7)  

де δ - товщина оболонки.

Помноживши (3.2.6) на δ і враховуючи (3.2.7) отримаємо для похилої оболонки дві перші умови рівноваги в такому вигляді:

  ;          . (3.2.8)  

Для похилої оболонки четверта та п’ята умови рівноваги:

  ;        . (3.2.9)  
       
Highslide J
Рисунок 3.2.2 – Внутрішні зусилля серединної поверхні оболонки, що дають ненульові проекції на вісь Z

На рис. 3.2.2 наведено елемент серединної поверхні похилої оболонки з внутрішніми зусиллями, що дають ненульові проекції на вісь Z.

Сума проекції сил на вісь Z дає:

  . (3.2.10)  

Розділивши (3.2.10) на dx×dy і, враховуючи  що:

  ,     ; (3.2.11)  

отримаємо

  . (3.2.12)  

При R1 = R2 → ∞, тобто, коли похила оболонка вироджується в пластинку, це рівняння пов’язує в пластинці похідні поперечних сил і зовнішнє навантаження.

Таким чином, для похилої оболонки система рівнянь рівноваги, записана через внутрішні зусилля, має вигляд:

  (3.2.13)  

Оскільки невідомих зусиль більше, ніж рівнянь рівноваги, задача розрахунку оболонки є статично невизначеною і для її розв’язку необхідно додати геометричні та фізичні рівняння.