Условие задачи
Для трёхмерного тела заданы три компонента вектора перемещения u, v, w как функции декартовых координат x, y, z.
Требуется:
1. Определить компоненты тензора деформаций и тензора напряжений в произвольной точке тела.
2. Определить компоненты объёмной нагрузки X, Y, Z и поверхностной нагрузки Xν, Yν, Zν на наклонной грани тела.
3. Найти величину относительной объёмной деформации θ0 и среднего нормального напряжения σ0 в точке A с заданными координатами xA, yA, zA . Записать тензор напряжений Tн, шаровой тензор Тш и девиатор напряжений Dн в этой точке.
4. Определить инварианты тензора напряжений I1, I2 , I3 в точке A , а также величины главных напряжений σ1, σ2 , σ3 и наибольшего касательного напряжения τmax в этой точке.
5. Определить погрешность вычисления инвариантов тензора напряжений в точке A.
Дано:
а = 1∙10–3 м–1;
b = 2‧10–3 м–1;
c = 3∙10–3 м–1;
α = 0,5 м;
Е = 2∙105 МПа;
ν = 0,25;
l1 = 0,5 м;
l2 = 0,3 м;
h = 0,3 м;
хА = 0,1 м;
уА = 0,1 м;
zА = 0,2 м;
уА = 0,1 м;
zА = 0,2 м;
Ответ
Из постановки задачи следует, что для её решения необходимо воспользоваться обратным методом. После определения функций деформаций, а затем и напряжений, с помощью уравнений равновесия и условий на поверхности определяются компоненты объёмной и поверхностной нагрузки. Найденные нагрузки сравниваются с заданными нагрузками. При их несовпадении производится корректировка исходных функций перемещений, а также вновь вычисляются компоненты объёмной и поверхностной нагрузки. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто приемлемое совпадение заданной и определяемой нагрузок. Таким о...