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

3 семестр / Лекции / ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА-1-8

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
16.05.2024
Размер:
199.03 Кб
Скачать

ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА Лекция 8

Потенциальная энергия упругой деформации при растяжениисжатии

2

Внешние нагрузки прикладываются квазистатически. Потерями на трение пренебрегаем.

Для малого элемента

1

 

1

 

1

2

 

 

энергия

 

 

Полная

 

2

( ) = 2

 

 

= 2

 

= =

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

= = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

0

 

 

 

 

Интеграл Максвелла – Мора

Задача: Определить перемещение( = 1,2,3,к точки. . , )К под действием сил

I.До приложения внешних нагрузок приложим в точке К служебную силу К. Потенциальная энергия

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 =

1

 

2

 

 

 

 

 

II.

 

Не снимая

К

,

 

 

к

 

 

 

 

2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приложим внешние нагрузки

 

, при этом точка К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 =

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

переместится на (то что мы ищем). Работа сил

 

 

 

 

 

 

= 1

+ 2

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

+ КК

 

 

 

 

+ КК= 1

2 + 1 2

 

 

 

при этом сила К

совершает работу

КК. Полная энергия

 

 

 

= 1

 

(

+ )2

 

2 0

 

 

 

 

 

2 0

 

 

III.

 

= 1

 

2 + 1

2 +

 

С другой стороны

 

 

2 0

 

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

Сравнивая II ,

 

III

 

 

К∆К=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

силы

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

, где

 

 

- продольная сила в стержнях от единичной

Пусть

 

 

 

 

 

 

 

 

приложенной в точке К (

К = 1

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1,2,3, … , )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, , ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интеграл (формула) Максвелла – Мора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆К=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

 

 

 

 

постоянны в пределах i – го участка (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 1

К= = 2 = 1 ∙ ∙ + 1 0 =

=1 =1

Пример 2

Найти:

1.Вертикальное перемещение точки К

2.Горизонтальное перемещение точки К

= 0

1

+ 2 cos = 0

 

1. По схеме I найдем продольную силу в первом и втором стержне

= 0

2

sin = 0

 

 

 

1 =

cos

,

Имеем

 

 

 

 

 

Приложим единичную силу в точке К в вертикальном направлении По схеме II найдем продольную силу в первом и втором стержне

3

 

 

 

 

 

 

 

К1

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

К2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= sin ,

 

 

 

 

= sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем по формуле Максвелла – Мора вертикальное перемещение

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

cos =

т. К

К=

 

=

 

 

=

 

 

 

К2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

cos

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

sin

sin

 

+ sin sin cos =

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

1 + cos2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Аналогично находим горизонтальное перемещение точки К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

По схеме III

 

 

 

 

 

 

 

К1

 

 

 

 

 

 

 

К2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

+

К2

 

 

2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 1

sin

 

+ 0 sin cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение взаимного перемещения сечений

1 2= 1 + 1= + =

=1 =1 =1

- продольная сила от первой единичной силы

4

- продольная сила от второй единичной силы- от двух единичных сил.

5