Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Поташев

.pdf
Скачиваний:
61
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
466.82 Кб
Скачать

щадке,

 

ориентация которой задается единичным вектором нормали

n =

1

 

Э +

1

 

Э .

 

 

 

 

 

 

2

1

2

2

 

 

 

 

Задача 9.5. Тензор напряжений в точке сплошной среды задан матрицей

(σij )

=

 

2

2

0

 

 

 

2

1

 

3

 

. Определите касательное напряжение в данной точке на пло-

 

 

 

 

0

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

щадке,

 

ориентация которой задается единичным вектором нормали

 

 

 

 

 

 

 

n =

1

Э +

 

8

Э .

 

 

 

3

 

1

 

3

 

 

 

3

Задача 9.6. Какой вид должны иметь компоненты массовой силы bi , если

 

 

 

 

1

 

2

5(x

2

)

2

 

 

 

 

 

3 x

x

 

 

 

0

 

при распределении

напряжений

(σij )

= 5(x2 )2

0

 

 

2 x3

в декартовой

 

 

 

 

0

 

 

2 x

3

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

системе координат всюду выполнены уравнения равновесия?

 

Ответ: b = −13 x2 / ρ,

b = −2 / ρ,

b = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 9.7. Напряженное состояние во всех точках тела задано тензором напряжений с компонентами

 

 

1

)

2

x

2

 

 

 

 

(x

2

)

2

 

1

0

 

 

 

 

 

(x

 

 

 

 

1

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x

2

)

2

 

1

 

(x

2

)

3

− 3 x

2

0

 

 

(σij ) =

1

 

 

 

x

 

 

 

 

 

3

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x

 

)

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

2

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить: а) распределение массовых сил, если уравнения равновесия выполнены всюду, б) величины главных напряжений в точке P (a, 0, 2a ) , в)

максимальное касательное напряжение в точке P , г) главные значения девиатора напряжений в точке P .

Ответ: а) b3 = −4 x

3

 

11a

 

5a

16a

 

, б) {a, − a, 8a} , в) ±4.5a , г) −

 

, −

 

,

 

.

 

3

3

 

 

 

 

 

 

3

Задача 9.8. Однородное тело находится под действием растягивающего усилия, направленного вдоль единичного вектора l = li ei и равного σ кг / см2 . Определить тензор напряжения этого тела.

42

 

 

 

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

 

 

 

 

 

 

Цилиндрическая система координат

Сферическая система координат

 

 

 

 

 

 

 

 

Метрическая матрица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

 

0

 

 

1

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

(x1 )

2

0

 

(gij ) =

0

(x1 cos x3 )

2

0

 

 

 

(gij ) =

 

 

 

 

 

 

0

0 1

 

 

0

0

 

 

(x1 )

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопряженная метрическая матрица

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

 

0

 

 

1

0

 

 

0

 

 

 

−2

 

−2

 

 

 

 

0

(x1 )

0

 

(gij ) =

0

(x1 cos x3 )

0

 

 

 

(gij ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0 1

 

 

0

0

 

 

(x1 )

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эα

xi

Коэффициенты связности (ненулевые)

 

Γ212 = Γ122 = 1 r ,

 

 

 

 

 

 

G122 = -x1 cos2 x3 ,

G133 = -x1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G122 = G212 =1 x1 , G232 = G322 = - tg x3 ,

 

 

 

 

Γ122 = −r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

1

 

3

 

 

 

 

1

sin (2 x

3

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G13

= G31

=1 x ,

G22 =

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулы преобразования при переходе к новой системе координат

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

x

j

 

 

 

 

 

 

α

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

x

i

x

j

 

 

αβ

Эi =

x '

Э¢j , Э

j

=

 

 

m

 

 

=

x '

x '

'

 

 

ij

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э'

,

Tij

 

 

 

 

 

 

Tαβ

,

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T '

 

x

i

 

 

m

x

i

x

j

 

 

 

 

 

α

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

x '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x '

x '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулы дифференцирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

Эk ,

Эα

 

 

α

 

k

, Ñi

α

=

wα

 

+ w

β α

Ñi

wα

=

wα

 

 

 

 

β

,

= Gα i

xi

= -Gk i Э

 

w

xi

 

 

Gβ i ,

 

 

xi

- wβ Gα i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gradψ

Dψ =

 

 

 

 

Ñi T

α β =

T α β

+ T k β Gαk i + T α k Gkβi ,

 

 

 

 

 

Ñ = Ñi Эi ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(aα

 

)

 

 

 

 

∂ψ

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

ai

 

 

 

 

 

k

i

g

= Ñ ψ =

 

 

 

Э

, div a = Ñ × a

= Ñi a

 

=

 

 

 

 

 

 

+ a

 

Гk i =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

xi

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

xα

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rot ( ) = Ñ´(

 

), (rotV )k = ε k i j

Ñi V j

=

 

 

(Ñi V j - Ñ j Vi )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

ψ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψ

 

 

 

 

 

 

ψ

 

g

22

g

33

 

 

 

 

g

 

g

 

 

 

 

 

g g

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

33

11

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g11

 

 

 

x2

 

 

g22

 

 

 

x2

 

 

 

g33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

x1

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

ЛИТЕРАТУРА

1.Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.1,2. М.: Наука. 1978.

2.Клоков В.В., Филатов Е.И., Насибулин В.Г. Механика сплошной среды. Методическая разработка практических занятий. Казань: Лаборатория оперативной полиграфии КГУ, 1987. – 45 с.

3.Мейз Дж. Теория и задачи механики сплошных сред. М.: «Мир», 1974. – 320 с.

4.Кильчевский Н.А. Основы тензорного исчисления с приложениями к механике. Киев: «Наукова думка», 1972. – 148 с.

5.Бабкин А.В., Селиванов В.В. Основы механики сплошных сред: Учебник для втузов. – 3- е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 376 с. (Прикладная механика сплошных сред: В 3 т. / Науч. ред. В.В. Селиванов;

Т. 1).

6.Ильюшин А.А., Ломакин В.А., Шмаков А.П. Задачи и упражнения по механике сплошной среды. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. – 200 с.

7.Прокопьев В.П., Нустров В.С., Гасилов Г.Л. Механика сплошной среды в примерах и задачах. Учебное пособие. Свердловск: Изд-во Уральского гос.

ун-та, 1979. – 108 с.

8.Горшков А.Г., Рабинский Л.Н., Тарлаковский Д.В. Основы тензорного анализа и механика сплошной среды: Учебник для вузов. – М.: Наука, 2000. – 214 с.

9.Акивис М.А., Гольдберг В.В. Тензорное исчисление. – М.: Наука, 1969. – 352 с.

10.Коренев Г.В. Тензорное исчисление: Учебное пособие: Для вузов. – М.:

Изд-во МФТИ, 2000. – 240 с.

11.Денисова И.П. Введение в тензорное исчисление и его приложения. Учебное пособие. – 2- е изд., стер. – М.: Издательство УНЦ ДО, 2004. – 230 с.

12.Механика сплошных сред в задачах. Том 1: Теория и задачи. Под ред. М.Э. Эглит. – М.: «Московский Лицей», 1996. – 396 с.

44