南京航空航天大学 结构力学 课后习题答案 第2章(2)

2018-12-23 23:50

(My)y?0?2w??D2?y?w?y?2CDx(a?x)?My

y?0y?b时:wy?b?0;

?0不是固支边,是简支边

y?b

(My)y?b?2w??D2?y?2CDx(a?x)?My

y?b2-5 四边简支正方形薄板,边长为a,在板中点受横向载荷P,试求最大挠度。

解:具体求解过程参照教材P52?P55。针对边长为a的四边简支正方形薄板在板中点受横向载荷P。最大挠度为

wmax4P?42?Da?4Pa?4D2a4??222m?1n?1(m?n)????1??222m?1n?1(m?n)

精度取决于取多小项。

当取m?n?1时,最大挠度为

wmax?0.0103Pa2/D

2-6四边简支矩形薄板,边长为a和b,受横向分布载荷q?q0sin试证挠度函数w?msin置。

解:挠度函数w?msin?xasin?yb,

?xasin?yb是该板的解。并求最大挠度、最大弯矩及其位

?xasin?yb满足四边简支的边界条件。即

?2w在x?0,x?a处,w?0,2?0

?x?2w在y?0,y?a处,w?0,2?0

?y由于

?4w?4?x?y?msinsin?x4a4ab?4w?4?x?y?msinsin?y4b4ab?4w?4?x?y?msinsin2222?xyabab所以

?4w?(

1214?x?y??)?msinsin4224aabbab

q0?x?y?sinsinDabq0121??)? a4a2b2b4D?m?4(q0a4 ?m?4222?(1?ab)D则挠度函数为

q0a4?x?y w?4sinsin?(1?a2b2)2Dab在x?a/2,y?b/2处,挠度取得最大值

wmax弯矩

q0a4 ?4?(1?a2b2)2D?2w?2w?2?2?x?yMx??D(2??2)?Dm[2??2]sinsin?x?yababMy??D(?w?w???x?y??)?Dm[??]sinsin2222?y?xbaab2222

在x?a/2,y?b/2处,弯矩取得最大值

(Mx)maxq0a2(1??a2b2)?2?(1?a2b2)2(My)maxq0a4(1??b2a2) ?22222?b(1?ab)

2-7 如图2-7,四边简支矩形薄板上作用有三角形分布载荷,即

p(x,y)?q0xa 试用双重三角级数方法求挠度函数。

解:薄板弯曲的基本微分方程为

D?4w?p (1) (,xy)边界条件是

在x?0和x?a处,w?0,?2w?x2?0在y?0和y?b处,w?0,?w?y?0挠度用双重三角级数表示为

w???Amnsinm?1n?1??22 (2)

m?xn?y (3) sinab其中m和n是任意整数,Amn为待定系数。显然,(3)式满足(2)式所述的全部边界条件。

将(3)式代入(1)式,得

?m2n2?m?xn?y4?D???2?2?Amnsinsindxdy?p(x,y) (4)

ababm?1n?1????2为了求出系数Amn,必须先将(4)式右端的载荷展开成与左端同样的双重三角级数形式

p(x,y)???Cmnsinm?1n?1??m?xn?y (5) sinabi?x,其中i为任意正整数。然a先求出系数Cmn。将(5)式的左右两端都乘以sin后对x积分,积分限从0到a,并注意

a?sin0(m?i)?0m?xi?x sindx??aa?a2(m?i)得到

i?xa?n?y p(x,y)sindx?Csin?in?a2n?1b0再将上式两端都乘以sin从0到b,得到

baaj?y,其中j也是任意正整数。然后对y积分,积分限b??p(x,y)sin00i?xj?yabsindxdy?Cij ab4因为i和j是任意整数,故可以改写为m和n。所以从上式可得

Cmn4m?xn?y?p(x,y)sinsindxdy (6) ab??ab00?2ab将(5)式代入(4)式,得

?m2n2?m?xn?y4?D???2?2?Amnsinsindxdyb?abm?1n?1?a ??m?xn?y???Cmnsinsinabm?1n?1?两个相同的级数要相等,必须使相应项的系数都相等,从而得

ab Amn?4??p(x,y)sin00m?xn?ysindxdyab222?4Dab?将p(x,y)?q0xa代入上式。

?mn??2?2b??a (7)

m?xn?ym?xn?yp(x,y)sinsindxdy?qxasinsindxdy 0????abab0000?2bn?yb? ?sindy?[1?cosn?]??n?bn?0??0babab(n为奇数)(n为偶数)

ab??q0xasin00am?xn?ysindxdyabm?x2bdx?an?(n为奇数)

??q0xasin0 (8)

(n为奇数)(n为奇数)=2bq0??acosm??mn?2(?1)m?12abq0?mn?2(?1)m?18q0将(8)式代入(7)式得到系数

Amn??mn??22?ab??222 (9)

?6Dmn?将(9)式代入(3)式得到挠度函数

8qw?06D?(?1)m?1m?xn?ysinsin ??22mnabm?1n?1,3,5mn(2?2)2ab??2-8 已知圆形薄板的挠度方程为

w?C[(5??)a4?2(3??)a2r2?(1??)r4]

式中a是板的半径,C是常数。试确定该挠度方程对应于怎样的边界条件和什么样的载荷?并求出板的弯矩方程式。

解:因为挠度方程只是关于r的函数,故该圆形薄板的弯曲是轴对称弯曲。

(w)r?a?C[(5??)a4?2(3??)a2a2?(1??)a]4

?C[(5??)a4?(6?1??)a4]?0( (1)

dw)r?a?C[?4(3??)a3?4(1??)a3] (2) dr??8Ca3d2w(2)r?a?C[?4(3??)a2?12(1??)a2] (3) dr?8?Ca3


南京航空航天大学 结构力学 课后习题答案 第2章(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:公共关系视角下企业可持续发展研究开题

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: