弹性力学04. 第3章.ppt

不同边界约束条件下的解 解： 本题是典型的逆解法，已经给出了应力函数 ，可按下列步骤求解。 1. 将 代入相容方程，显然是满足的。 2. 将 代入式(2-24)，求出应力分量。 考察边界条件： 主要边界 上应精确满足式(2-15), 在次要边界x=0上，只给出了面力的主矢量和主矩，应用圣维南原理，用三个积分的边界条件代替。注意x=0是负x面，图3-5中表示了负x面上的 的正方向，由此得： 由(a),(b) 解出 代入应力公式，得 例题2 (3-11) 挡水墙的密度为 ，厚度为b,图示,水的密度为 ，试求应力分量。 y o x 解： 用半逆解法求解。 假设应力分量的函数形式。 因为在 y=-b/2边界上， y=b/2 边界上， 所以可假设 在区域内沿x 向 也是一次式变化，即 2. 按应力函数的形式，由 推测 的形式， 所以 3. 由相容方程求应力函数。代入 得 要使上式在任意的x处都成立，必须 代入 ，即得应力函数的解答，其中已略去了与应力无关的一次式。 4. 由应力函数求解应力分量。将 代入式(2-26) ,注意 ， 求得应力分量为 考察边界条件： 主要边界 上,有 得 得 得 由上式得到 求解各系数，由 得 得 得 得 由此得 又有 代入A,得 在次要边界（小边界）x=0上，列出三个积分的边界条件： 由式(g),(h)解出 代入应力分量的表达式得最后的应力解答： 例题3 已知 试问它们能否作为平面问题的应力函数？ 解： 作为应力函数，必须首先满足相容方程， 将 代入， (a) 其中A= 0，才可能成为应力函数； (b) 必须满足 3(A+E)+C=0,才可能成为应力 函数。 ⑶ 再代入(c) , 并分开变量， 上式对任意的 x , y 都必须成立，故两边都必须为同一常量 。 求位移 由此解出 求位移 得出位移为 3.待定的刚体位移分量 ， 须由边界约束条件来确定。 2. 铅直线的转角 故在任一截面x 处，平面截面假设成立。 纯弯曲问题的讨论： 1. 弯应力 与材料力学的解相同。 3.纵向纤维的曲率 同材料力学的结 果。故在纯弯曲情况下，弹性力学解与材料力 学解相同。 简支梁 悬臂梁 2.代入几何方程，积分求 ； 归纳：从应力求位移步骤： 3.由边界约束条件确定确定刚体位移分量 由物理方程求出形变； §3-4 简支梁受均布荷载 简支梁 ，受均布荷载 及两端支撑反力 。 。 问题 y x o l l h/2 h/2 基于此例，掌握半逆解法的思路步骤 现采用此假设。 半逆解法 按半逆解法求解 ⑴ 假设应力分量。由材料力学 因为 因为 所以，可假设 所以，可假设 因为 所以，可假设 任意x处取截面，考虑左半部分 ⑵ 由应力分量推出应力函数的形式。 由 对 x 积分， 对x再积分， (a) 半逆解法 ⑶ 将 代入相容方程，求解 : 相容方程对于任何 均应满足,故 的系数均应等于0，由此得三个常微分方程： 半逆解法 式(b)中已略去对于 的一次式。 将式(b)代入式(a)，即得 。 (b) 半逆解法 解出: 砍尾巴，有讲究 对称性条件─由于结构和荷载对称于 轴，故 应为 的偶函数， 为 x的奇函数，故 。 ⑷ 由 求应力。 半逆解法 在无体力下，应力公式如书中式( f ), (g),(h)所示。 ⑸ 考察边界条件。 由此解出系数A , B , C , D 。 主要边界 主要边界 考察次要边界前把已解出系数代入应力表达式，以简化运算 次要边界 次要边界 由此解出系数H和K. 应用圣维南原理，列出三个积分条件， 最后应力解答： 应力 各应力分量沿铅直方向变化如图3-6所示 应力的量级 当 时, x ~l 同阶， y ~ h 同阶. 第一项 同阶,（与材料力学解同） 第二项 同阶, （弹性力学修正项） 同阶, （与材料