3.4 Розрахунок похилих оболонок подвійної кривизни з більш
складними умовами на контурі
3.4.1 Оболонка з шарнірним обпиранням двох протилежних сторін контуру. Розв'язання в одинарних тригонометричних рядах
Оболонка на рис. 3.4.1 закріплена шарнірно-рухомо по краях х=0, х=l1, а по двох інших краях закріплення довільне; наприклад, один край може бути жорстко закріплений, інший – вільний.
Розв’язок системи (3.2.29) шукаємо в формі рядів:
|
 |
(3.4.1) |
Рисунок 3.4.1 – Оболонка з різним обпиранням сторін
Навантаження подано теж у вигляді ряду:
|
 |
(3.4.2) |
де коефіцієнти знаходимо згідно з теорією рядів Фур’є:
|
. |
(3.4.3) |
>
Розв’язок (3.4.1) задовольняє умови шарнірного опирання по краях х=0, х=l1.
Підстановка (3.4.1) і (3.4.2) в систему (3.2.29, б) і прирівнювання до нуля коефіцієнтів за аналогією, як це було зроблено в 3.3.1, приводить до системи диференціальних рівнянь в звичайних похідних за змінною y:
|
 |
(3.4.4) |
|
Тут позначено: am = . |
(3.4.5) |
Загальний розв’язок однорідної системи рівнянь, що відповідає (3.4.4) шукається у вигляді:
|
 |
(3.4.6) |
де Sm – постійна величина, поки що невідома;
Am, Bm - довільні постійні.
Підстановка (3.4.6) в (3.4.4) дає систему характеристичних рівнянь (алгебраїчних):
|
|
(3.4.7) |
Оскільки система (4.7) однорідна відносно Am , Bm, то ці величини будуть ненульовими лише тоді, коли визначник системи дорівнюватиме нулю:
|
=0. |
(3.4.8) |
З (3.4.8) отримуємо характеристичне рівняння:
|
, |
(3.4.9) |
що має 8 комплексних коренів такого вигляду:
|
 |
(3.4.10) |
(При m = 1 величини можна знайти із виразів (3.4.18) і (3.4.17)).
Із (3.4.7) можна знайти відношення , їх має бути 8, як і Sm.
|
 |
(3.4.11) |
В результаті, з урахуванням (3.4.6):
|
 |
(3.4.12) |
Ці розв’язки подаються в більш зручному вигляді за допомогою відомої залежності:
,
а саме:
|
 |
(3.4.13) |
де 

(3.4.14)
Постійні пов’язані з лінійними залежностями, що витікають з (3.4.11).
Додавши до (3.4.13) часткові розв’язки системи (3.4.4), та , що залежать від характеру розподілення навантаження (при = const вони теж постійні), приходимо до кінцевих виразів:
|
 |
(3.4.15) |
Звідси за допомогою (3.2.18), (3.2.20), (3.2.25), (3.2.31) можна отримати вирази для всіх зусиль і переміщень.
Довільні постійні (а через них і ) визначаються з граничних умов на краях y = 0 і y = l2, загальним числом 8. Таким чином можуть бути уточнені різні способи закріплення цих країв. Якщо розміри оболонки такі, що значення і будуть досить великими, то отримаємо, що при у = l2/2 (наприклад, при ). Це значить, що взаємний вплив граничних умов на контурі у = 0 і на контурі у = l2 незначний, і тому можна розв’язувати граничну задачу і знаходити довільні постійні для кожного краю окремо. Тоді, наприклад, для краю у = 0 в формулах (3.4.13), (3.4.15) можна відкинути довільні постійні і . Розрахунок в цьому випадку суттєво спроститься.
Описане в цьому розділі рішення можна використовувати в випадках, коли два протилежні краї оболонки (тобто, у = 0 і у = l2) підкріплено пружними ребрами, а також і тоді, коли є проміжні ребра, що йдуть в тому ж напрямку (в останньому випадку оболонку доводиться ділити на декілька секцій і записувати умови їх спряження). Розв’язання перерахованих задач можна знайти в [23]. |