Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Операторный метод решения задач теории упругости Акимов, Валерий Алексеевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Акимов, Валерий Алексеевич. Операторный метод решения задач теории упругости : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.02.04 / Белорусская политехн. академия.- Минск, 1992.- 14 с.

Введение к работе

гуальность темы. Научіте и технические потребности наше-~~го "общества, связанные с необходимостью обеспечить решение важнейших хозяйственных задач, выдвинули в настоящее время ряд проблем, предусматривающих, в частности, и расширение-исследований в области механики и прикладной математики. Для успешного решения таких важних проблем,как снижение удельной металлоёмкости машин и оборудования, улучшение структурных и прочностных свойств конструкционных и строительных материалов, требуется привлечение новых, более соверпенных идей и математических методов.

Решение прикладных краевых задач теории упругости далеко не всегда удаётся представить в явном виде; для достаточно широкого класса задач их можно определить из соответствующей бесконечной, линейной алгебраической системы уравнений. В связи с этим очевидна актуальность проведения работ в направлении дальнейшего развития, усове{/шенствования и практической реализации аналитических методов, позволяющих строить приближённые решения некоторых частных задач теории упругости в явном виде, удобном для его использования в инженерных расчётах.

Состояние вопроса. Исторически одним из первых и, пожалуй, наиболее плодотворным аналитическим методом решения краевых задач теории упругости, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных, явился метод разделения переменных (метод Фурье), заключающийся в построении частных решений, каждое из которых разыскивается в виде произведения функций меньшего числа переменных. В ряде случаев такое представление приводит, в зависимости от размерности задачи, к нескольким дифференциальным уравнениям. С учётом характерных особенностей геометрии области, в которой решается задача, представляется возможным определить дискретные значения (или сплошной спектр) параметров задачи. Это приводит к совокупности частных решений, суммируя которые находят достаточно общее решение.

В работах А.И.Лурье использовался метод интегрирования уравнений равновесия упругого слоя в виде степенного ряда. Параметрами этого ряда являлись дифференциальные операторы, а сам метод по зтой причине получил название символического. Своё дальнейшее раз-

витие этот метод получил в работах В.К.Прокопова, Г.Н.Бухаринова, Ю.А.Груздева, Э.Н.Байды и других учёных.

Операторный метод, основанный на представлении перемещений рядами Фурье с дополнительными членами в виде полиномов Лежандра первой и второй степени рассмотрен в работах А.Е.Крушевского. В них на базе вариационного уравнения Лагранжа для элементарного столбика и слоя получены разрешающие операторные уравнения для коэффициентов рядов переметений.

Анализ состояния вопроса показывает, что операторно-симьоли-ческий метод может быть успешно использован при решении краевых задач теории упругости и требует дальнейшего развития.

Цель работы состоит в исследовании новых возможностей операторного метода решения некоторых частных динамических и статических задач теории упругости в явном виде.

Научная новизна.I.Построена и исследована замкнутая система девяти дифференциальных операторных уравнений равновесия внутри области и шести граничных условий на поверхности.

2.'Получены формулы для рядов перемещений первой и второй

динамической и статической (при (X = «71 -0 ) задач теории упругости, тождественно удовлетворяющих условиям равновесия внутри области и части граничных условий.

  1. Показано, что фактическое решение за счёт конкретного выбора входящей в него произвольной функции может быть представлено в виде интеграла, степенных и тригонометрических рядов, а также в виде неортогональных рядов ; содержащих корни трансцендентных уравнений.

  2. Осуществлён переход к цилиндрической системе координат, а решения плоской и осесимметрнчной задач теории упругости получены как частные случаи пространственной задачи.

  3. Разработан операторный метод нахождения коэффициентов разложения функций в ортогональные и неортогональные ряды.

  4. Получено новое решение некоторых частных краевых задач теории упругости.

  5. При помощи ЭВМ на примере равновесия жёстко защемленной плиты, нагруженной на верхнем основании равномерно распределенной

нагрузкой, проведено сравнение аналитического и численных решений (методом ортогонализвции, степенных рядов, коллокаций). Дана оценка характеру их невязок на границе области.

Достоверность полученных в диссертационной работе результатов основывается на непротиворечивости исходных положений основным законом механики сплошной среды; корректности постановки рассматриваемых в ней задач; использовании современных математических методов при их решении,а также согласованности частных случаев с известными результатами.

Практическая ценность. Предложенная методика позволяет решать некоторые краевые задачи теории упругости в явном виде, не сводя их к бесконечной алгебраической системе линейных уравнений. Практическая ценность состоит также и в том, что решение содержит, произвольную функцию координат и времени. За счёт выбора вида этой функции можно с единых позиций получать разнообразные формы решений задач теории упругости, не заботясь об удовлетворении их условиям равновесия внутри области и на части границы - они там выполняются тождественно. Использование операторного метода расширяет аппарйт разложения функций в ортогональные ряды и позволяет применять его в данном вопросе наравне с теорией вычетов.

Полученные результаты могут быть использованы в инженерных расчетах, связанных с анализом прочности конструкций.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы неоднократна докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Белорусской государственной политехнической академии; на городском семинаре по механике деформируемого твёрдого тела; на научном семинаре по функциональному анализу под руководством профессоров Я.В.Радыно, П.П.Забрей-ко и А.Б.Антоневича; в лаборатории дифференциальных уравнений АН Беларуси.

В целом диссертационная работа докладывалась в Белорусской государственной политехнической академии на научном семинаре по современным проблемам механики в технике.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения,

четырёх глав, заключения, списка литературы, включающего 105 наименований. Весь материал изложен на 136 страницах и содержит 4 рисунка.