Главная  Книжные издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [ 89 ] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111

Ь{и , v) + ciu, v) + a{u, V) + l(t, V) - 0. (4.3.5)

Рассматриваются начальные условия (4.1.9). Обозначим через

7r{u) - [{Ae(u%e{u)) + (A z(id, Z(w))]/2 (4.3.6) потенциальную энергию оболочки.

Продифференцировав (4.3.1) по /, получим, сравнив с (4.3.4):

-e.AdDi.jiUail (4.3.7)

Из (4.3.7) следует равенство Idt

~(А,,е(и\е(и)) - {Л£{и\Ош.у)). (4.3.8)

Положив в (4.3.5) v-iiw применив (4.3.8) и (4.1.11), получим уравнение энергетического баланса

b{u)/2 + 7г{и)]+ сш\и) + /(/,«) = О, (4.3.9)

аналогичное (4.1.12).

Существование и единственность решения динамической задачи для уравнения Кармана (4.3.5) с начальными условиями установлены в [40, 52].

Доказательство приведено для наиболее сложного случая ciii,v)=0 и существенно использует наличие инерционного слагаемого b{ii,v).

Для построения устойчивой разностной схемы дадим другую формулировку задачи (4.3.5),

приведенную в [25]. Обозначим

ам = [Ам Zi) Z{)\ ам М = ам (г,"),

M-U" n,n)

и запишем уравнение (4.3.5):

Z>(z,",v) + c(z,,v) + (iV,D(z.,v)) + a,(z/,v) + /(r,v) = 0. (4.3.10) Уравнение для n получим дифференцированием (4.3.2):

A.N-D{iiai) = 0 (4.3.11)



и добавим начальное условие для А, следующее из (4,3.2) при =0: iV(0) = () = -

(4.3.12)

Из (4.3.2) также следует, что

поэтому из (4.3.6) 7г(ы)= N~+ay))l2.

Уравнение (4.3.9) можно получить, положив в (4.3.10) viiw домножив (4.3.11) скалярно udiN.

Разностная схема для (4.3.10), (4.3.12) имеет вид

b(yu,v) + c{pu,v){ar„N,D{u,v)) + aM{an.ti.v)L{v) = . (4.3.13)

ArP.„N-DU„.P„u) = Q (4.3.14)

с начальными условиями

(4.3.15)

Теорема 9. Для схемы (4.3.13) - (4.3.15) справедливы неравенство устойчивости КН1+И1 + л/ (4.3.16)

и оценка погрешности

и и п.) SA+ \N(.tJ - N„l + л1ам{.и{г)-и„} <кв\

(4.3.17)

Доказательство. Положим в (4.3.13) v=pii, умножим (4.3.14) скалярно на а„Ыи сложим с (4.3.14). Применив (4.2.16), получим аналогичное (4.2.17) равенство

2[b{S,„u)-b{S,„-iii)\+ N,,,.,

+ Ом (u,»+i) - ам (a™-i)

+ Авс(р„ и) + 2в[и (S„ и) + L (Л.->")] = О.

(4.3.18)

КаТк и при доказательстве теоремы 8, сложим равенства (4.3.18), применим (4.1.6) и (4.1.7). Из дискретного варианта леммы Гронуолла получим (4.3.16), а затем и оценку погрешности (4.3.17).

Для решения системы (4.3.13), (4.3.14) воспользуемся равенством



и из (4.3.14) получим

а,п N - Ао Diun,, а,, и) + Л, , Л Дг/., (4.3.20)

Подставив в (4.3.13), получим уравнение относительно i/+i:

V) + с( W, V) + {Ао D{y, an, w), (г/, v))+ам {an. , v) +

+ U.-, - D{u w.-,). - v))+ и(v) = 0. (4.3.21)

Для геометрически нелинейных стержней имеем Ф0-е.() = г/и + (г/.1 + гГз.,)2 ,

N{u)N,{u)EFe{ul Ao = EF;

D{U V) = Dl.l (W, V) = vi.l + W2J V2J + V3, ,

o{u, v) = EFe(i/) Д v)xi + aw )>

где изгибные и крутильные слагаемые возможной работы определяются, как в линейном случае по (1.2.23), (1.2.7).

Динамическая задача имеет вид (4.3.5). Исследование уравнения и разностных схем -аналогично пластине.

Отметим в заключение, что рассмотренные динамические геометрически нелинейные задачи, в отличие от статических, всегда имеют единственное решение. Поэтому геометрически нелинейные задачи, не удовлетворяющие в статической постановке условию монотонности (единственности решения), такие, как задачи «прощёлкивания» и подобные, целесообразно рассматривать и решать как динамические.

Задачи вязко-упруго-пластичности

Обозначим через a{aij}, напряжения и деформации. Линейный закон Гука (1.1.3)

запишем в виде

crAs, (4.4.1)

скалярное произведение а и е обозначим

(сг,)= jaKj£.jdQ. (4.4.2)

Деформации линейно связаны с перемещениями зависимостями Коши (1.1.1).



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [ 89 ] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111