3 РОЗРАХУНОК ПОХИЛИХ ОБОЛОНОК
ПОДВІЙНОЇ КРИВИЗНИ
3.3 Розрахунок похилих оболонок подвійної кривизни з шарнірним обпиранням по всьому контуру

3.3.1 Розв'язування в подвійних тригонометричних рядах. Випадок довільного навантаження
Highslide J
Рисунок 3.3.1 – Похила оболонка з шарнірним закріпленням по контуру

Одержати інтеграл системи диференціальних рівнянь (3.2.29, а) в замкнутому вигляді можна лише в не багатьох випадках.

Найбільш поширені різноманітні наближені методи розрахунку, до яких належить метод подвійних тригонометричних рядів – метод Нав’є.

Нехай похила оболонка додатної гаусової кривизни (рис. 3.3.1) шарнірно закріплена по всьому контуру, як показано на рис. 3.2.5, б1.

Граничні умови згідно з (3.2.36)

  при  х=0,   і  x=l1:          w=0,   N1=0,    M1=0,    v=0; (3.3.1)  
  при  у=0,      у=l2:           v=0,    w=0,    N2=0,    M2=0.   

Невідомі функції системи диференціальних рівнянь (3.2.29) подамо в вигляді нескінченних подвійних тригонометричних рядів

  (3.3.2)  
  (3.3.3)  

де  – невідомі постійні коефіцієнти, які потрібно визначити;

m,n – додатні цілі числа натурального ряду 1, 2, 3...

Цей метод розв’язування розрахункових рівнянь теорії похилих оболонок був запропонований В. В. Власовим [10].

Величину зовнішнього навантаження , що стоїть в правій частині другого рівняння (3.2.29), теж розкладемо в подвійний тригонометричний ряд на прямокутній області  0≤xl1, 0≤xl2 тобто:

  (3.3.4)  

Коефіцієнт  Сmn – відома величина, що визначається згідно з теорією рядів Фур’є:

  (3.3.5)  

Якщо функції (3.3.2), (3.3.3) є розв’язком задачі, вони мають задовольняти розрахункові диференціальні рівняння та граничні умови. При шарнірному обпиранні оболонки на її контурі прогини відсутні.

Відсутні також і згинальні моменти, тобто другі похідні функції прогину в напрямі, перпендикулярному до краю оболонки.

Другі похідні функції прогину мають вигляд

Звідки робимо висновок, що граничні умови виконуються, оскільки при х=0  та   при   х=l1   ,     а  при   у=0,   у=l2    .

Якщо розгорнути граничні умови (3.3.1) за допомогою виразів  (3.2.25), (3.2.18), (3.2.31), то побачимо, що для х=0,  і для  х=l1

  . (3.3.6)  

В (3.3.6) входять похідні за х лише парних порядків, а оскільки при х=0, х=l1, величина   і будь-яка їх парна похідна перетворюється в нуль, то граничні умови задовольняються. Те ж можна показати і для країв у=0, у=l2.

Для визначення коефіцієнтів Amn i Bmn підставляємо ряди (3.3.2), (3.3.3), (3.3.4) в систему (3.2.29,  б):

  (3.3.7)  

Відомо, що якщо сума ряду, складеного за ортогональними функціями, дорівнює нулю, то має дорівнювати нулю будь-який коефіцієнт цього ряду. Оскільки функції  ортогональні в проміжку 0≤xl1, а  в проміжку 0≤xl2, то потрібно прирівняти до нуля коефіцієнти рядів (3.3.7), тобто вирази в квадратних дужках. В результаті отримуємо систему алгебраїчних рівнянь

  (3.3.8)  

Коренями цієї системи будуть вирази

  (3.3.9)  

Для спрощення формул введемо позначення  .   Тоді

  (3.3.10)  

Підставивши (3.3.2), (3.3.3) в (3.2.18), (3.2.20) і (3.2.25) можна отримати залежності для розрахунку

  (3.3.11)  
  (3.3.11)  
  (3.3.13)