- •Курсовая работа
- •Содержание
- •Решение
- •157,618255
- •4.1. Вычисление направляющих косинусов нормалей для первой главной площадки.
- •6.1. Разложение тензора напряжений, заданного компонентами в произвольно ориентированной площадке на шаровой тензор и девиатор напряжений.
- •6.2. Разложение тензора напряжений, заданного компонентами в главных осях на шаровой тензор и девиатор напряжений.
- •9.2. Вычисление интенсивности напряжений для главных площадок
- •Список литературы
Решение
Запись данных компонент в виде тензора напряжений
Подставив численные значения получим:
(МПа).
Вычисление инвариантов тензора напряжений I1, I2, I3.
Первый инвариант вычисляется по формуле:
(МПа)
Второй инвариант вычисляется по формуле
(МПа)
Третий инвариант вычисляется по формуле
(МПа)
Составление кубического уравнения и вычисление главных нормальных напряжений
Кубическое уравнение запишем в виде:
(1)
После подстановки значений инвариантов получим
Первый корень кубического уравнения определим, например, подбором делителя для свободного члена уравнения (1): ±1 ... ±10 ... и т.д.
σ' = 90,79716278
Правильность подбора первого корня б' проверим его подстановкой в уравнение (1).
Второй и третий корень определим, применив, например, теорему БЕЗУ, согласно которой кубическое уравнение типа (1) делится без остатка на величину (σ - σ '), где σ ' - первый корень, определённый подбором.
Применение этой теоремы позволяет не производить упомянутого деления вообще, а коэффициенты нового (теперь уже - квадратного уравнения, полученного в результате такой операции, определяют в последовательности, показанной в таблице 2.
Таблица 2- Определение коэффициентов квадратного уравнения
Исходное (кубическое) уравнение | ||||
— |
a0=+1 |
a1=±(I1) |
a2=±(I2) |
Свободный член a3=±(I3) |
— |
1 |
-190 |
-200 |
836000 |
Искомое (квадратное) уравнение: | ||||
Первый корень σ'=90,79716 |
a0=b0=+1 |
b1= σ'· b0+a1 |
b2= σ'· b1+a2 |
b3= σ'· b2+a3=0 |
b0=+1 |
b1=90,79716·1+ +(-190) |
b2 = 90,79716 · · (-99,20283722) + +(-200) |
b3 = 90,79716 · · (-9207,336159) + +836000 | |
+1 |
-99,20283722 |
-9207,336159 |
При составлении квадратного уравнения на основании исходного (кубического) значения степени для "σ" кубического уравнения уменьшаются на единицу.
Второй и третий корни кубического уравнения (1) находим, решая квадратное уравнение.
Корни этого уравнения находятся по формуле
Вычисление корней квадратного уравнения
157,618255
-58,41541752
Корни этого квадратного уравнения являются вторым и третьим корнем кубического уравнения.
С учетом известного соотношения σ1> σ2> σ3 найденным корням кубического уравнения присваивают соответствующие индексы "1", "2", "3".
σ1=157,6182547 (МПа);
σ2=90,79716278 (МПа);
σ3=-58,41541752 (МПа).
Выполним проверку найденных корней кубического уравнения
I1=157,6182547+90,79716278 +(-58,41541752)=190 (МПа)
I2= - [157,6182547 · 90,79716278 +90,79716278 · (-58,41541752) +
+ (-58,41541752) · 157,6182547] = -[ 14311,29033+(-5303,954173)+
+ (-9207,3362)] = 200 (МПа)
I3=157,6182547 · 90,79716278 · (-58,41541752) =-836000 (МПа)
Вычисление направляющих косинусов нормалей к главным площадкам.
Аналитически направлявшие косинусы нормалей к главный площадкам с главными нормальными напряжениями σг (то есть σ1 или σ2 или σ3) определяют по формулам:
,
где ,,-направляющие косинусы нормалей к соответствующей главной площадке;
, . Значенияи вычисляют решая систему