STROJNIŠKI VESTNIK LETNIK 22 LJUBLJANA, JULIJ AVGUST 1976 ŠTEVILKA 7 8 UDK Prispevek k reševanju drugega robnega problema pri steni z luknj

Podobni dokumenti
ANALITIČNA GEOMETRIJA V RAVNINI

FGG13

Matematika 2

resitve.dvi

Vektorji - naloge za test Naloga 1 Ali so točke A(1, 2, 3), B(0, 3, 7), C(3, 5, 11) b) A(0, 3, 5), B(1, 2, 2), C(3, 0, 4) kolinearne? Naloga 2 Ali toč

Matematika Diferencialne enačbe prvega reda (1) Reši diferencialne enačbe z ločljivimi spremenljivkami: (a) y = 2xy, (b) y tg x = y, (c) y = 2x(1 + y

Osnove matematicne analize 2018/19

Slide 1

Poslovilno predavanje

C:/Users/Matevž Èrepnjak/Dropbox/FKKT/testi in izpiti/ /IZPITI/FKKT-februar-14.dvi

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Matematika 2 Pisni izpit 9. junij 2005 Ime in priimek: Vpisna št: Zaporedna številka izpita: Navodila Pazljivo preberite bese

Matematika II (UNI) Izpit (23. avgust 2011) RE ITVE Naloga 1 (20 to k) Vektorja a = (0, 1, 1) in b = (1, 0, 1) oklepata trikotnik v prostoru. Izra una

2. izbirni test za MMO 2017 Ljubljana, 17. februar Naj bosta k 1 in k 2 dve krožnici s središčema O 1 in O 2, ki se sekata v dveh točkah, ter

C:/Users/Matevž Èrepnjak/Dropbox/FKKT/TESTI-IZPITI-REZULTATI/ /Izpiti/FKKT-avgust-17.dvi

M

NEKAJ VPRAŠANJ IZ MATEMATIKE 2 1. Katero točko evklidskega prostora R n imenujemo notranjo (zunanjo, robno) točko množice M R n? 2. Za poljubno množic

resitve.dvi

PREDMETNI KURIKULUM ZA RAZVOJ METEMATIČNIH KOMPETENC

Univerza v Novi Gorici Fakulteta za aplikativno naravoslovje Fizika (I. stopnja) Mehanika 2014/2015 VAJE Gravitacija - ohranitveni zakoni

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Verjetnost Pisni izpit 5. februar 2018 Navodila Pazljivo preberite

5 SIMPLICIALNI KOMPLEKSI Definicija 5.1 Vektorji r 0,..., r k v R n so afino neodvisni, če so vektorji r 1 r 0, r 2 r 0,..., r k r 0 linearno neodvisn

Vaje: Matrike 1. Ugani rezultat, nato pa dokaži z indukcijo: (a) (b) [ ] n 1 1 ; n N 0 1 n ; n N Pokaži, da je množica x 0 y 0 x

Predtest iz za 1. kontrolno nalogo- 2K Teme za kontrolno nalogo: Podobni trikotniki. Izreki v pravokotnem trikotniku. Kotne funkcije poljubnega kota.

1. izbirni test za MMO 2018 Ljubljana, 16. december Naj bo n naravno število. Na mizi imamo n 2 okraskov n različnih barv in ni nujno, da imam

Microsoft Word - A-3-Dezelak-SLO.doc

Microsoft PowerPoint _12_15-11_predavanje(1_00)-IR-pdf

Popravki nalog: Numerična analiza - podiplomski študij FGG : popravljena naloga : popravljena naloga 14 domače naloge - 2. skupina

ELEKTRIČNI NIHAJNI KROG TEORIJA Električni nihajni krog je električno vezje, ki služi za generacijo visokofrekvenče izmenične napetosti. V osnovi je "

11. Navadne diferencialne enačbe Začetni problem prvega reda Iščemo funkcijo y(x), ki zadošča diferencialni enačbi y = f(x, y) in začetnemu pogo

Matematika II (UN) 2. kolokvij (7. junij 2013) RE ITVE Naloga 1 (25 to k) ƒasovna funkcija f je denirana za t [0, 2] in podana s spodnjim grafom. f t

RAČUNALNIŠKA ORODJA V MATEMATIKI

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - M docx

Optimizacija z roji delcev - Seminarska naloga pri predmetu Izbrana poglavja iz optimizacije

PowerPoint Presentation

(Microsoft PowerPoint - vorsic ET 9.2 OES matri\350ne metode 2011.ppt [Compatibility Mode])

Microsoft Word - CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.doc

6.1 Uvod 6 Igra Chomp Marko Repše, Chomp je nepristranska igra dveh igralcev s popolno informacijo na dvo (ali vec) dimenzionalnem prostoru

STAVKI _5_

Microsoft Word - 9.vaja_metoda porusnih linij.docx

Kotne in krožne funkcije Kotne funkcije v pravokotnem trikotniku β a c γ b α sin = a c cos = b c tan = a b cot = b a Sinus kota je razmerje kotu naspr

Vrste

MERJENJE GORIŠČNE RAZDALJE LEČE

DOLŽNIK: MARJAN KOLAR - osebni steč aj Opr. št. St 3673/ 2014 OSNOVNI SEZNAM PREIZKUŠENIH TERJATEV prij ava terjatve zap. št. št. prij. matič na števi

CpE & ME 519

Microsoft Word - 9.vaja_metoda porusnih linij_17-18

MATEMATIKA Zbirka nalog za nacionalno preverjanje znanja Jana Draksler in Marjana Robič 9+ znam za več

Rešene naloge iz Linearne Algebre

Brownova kovariancna razdalja

Microsoft Word - Astronomija-Projekt19fin

Geometrija v nacionalnih preverjanjih znanja

7. VAJA A. ENAČBA ZBIRALNE LEČE

RAM stroj Nataša Naglič 4. junij RAM RAM - random access machine Bralno pisalni, eno akumulatorski računalnik. Sestavljajo ga bralni in pisalni

Mladi za napredek Maribora srečanje DOLŽINA»SPIRALE«Matematika Raziskovalna naloga Februar 2015

MATEMATIKA 2. LETNIK GIMNAZIJE G2A,G2B Sestavil: Matej Mlakar, prof. Ravnatelj: Ernest Simončič, prof. Šolsko leto 2011/2012 Število ur: 140

resitve.dvi

Poštnin«plačana» HalenisKi list rotovhh GLASILO OSVOBODILNE FRONTE DOLENJSKIH OKRAJEV NOVO L e t o III. Štev. 51. MESTO, POSAMEZNA ŠTEVILKA 8 M N TEDN

Poglavje 1 Kinematika in dinamika 1.1 Premočrtno gibanje Rešene naloge 1. Točka se giblje premočrtno po osi x. V času od 0 do t 1 se giblje s ko

STROJN IŠKI VESTNIK LJUBLJANA, MAREC APRIL 1976 ŠTEVILKA 3_4 UDK Značilnosti naključnega gibanja delcev nehomogene snovi IGOR GRABEC Uvod Ve

predstavitev fakultete za matematiko 2017 A

Matematika II (UN) 1. kolokvij (13. april 2012) RE ITVE Naloga 1 (25 to k) Dana je linearna preslikava s predpisom τ( x) = A x A 1 x, kjer je A

VAJE

Microsoft Word - M

glava.dvi

Kazalo 1 DVOMESTNE RELACIJE Operacije z dvomestnimi relacijami Predstavitev relacij

C:/Users/Matevž Èrepnjak/Dropbox/FKKT/TESTI-IZPITI-REZULTATI/ /Izpiti/FKKT-junij-17.dvi

DN5(Kor).dvi

N

Microsoft Word - ELEKTROTEHNIKA2_ junij 2013_pola1 in 2

Microsoft Word - UP_Lekcija04_2014.docx

NAVODILA AVTORJEM PRISPEVKOV

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Statistika Pisni izpit 31. avgust 2018 Navodila Pazljivo preberite

POPOLNI KVADER

resitve.dvi

3. Preizkušanje domnev

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Statistika Pisni izpit 6. julij 2018 Navodila Pazljivo preberite be

Poglavje 3 Reševanje nelinearnih enačb Na iskanje rešitve enačbe oblike f(x) = 0 (3.1) zelo pogosto naletimo pri reševanju tehničnih problemov. Pri te

VIN Lab 1

FIZIKA IN ARHITEKTURA SKOZI NAŠA UŠESA

LABORATORIJSKE VAJE IZ FIZIKE

INDIVIDUALNI PROGRAM PREDMET: MATEMATIKA ŠOL. LETO 2015/2016 UČITELJ: ANDREJ PRAH Učenec: Razred: 7. Leto šolanja: Ugotovitev stanja: Učenec je lani n

EKVITABILNE PARTICIJE IN TOEPLITZOVE MATRIKE Aleksandar Jurišić Politehnika Nova Gorica in IMFM Vipavska 13, p.p. 301, Nova Gorica Slovenija Štefko Mi

Strokovni izobraževalni center Ljubljana, Srednja poklicna in strokovna šola Bežigrad PRIPRAVE NA PISNI DEL IZPITA IZ MATEMATIKE 2. letnik nižjega pok

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO TEHNOLOGIJO Petra Žigert Pleteršek MATEMATIKA III Maribor, september 2017

Namesto (x,y)R uporabljamo xRy

GeomInterp.dvi

P182C10111

dr. Andreja Šarlah Teorijska fizika II (FMF, Pedagoška fizika, 2010/11) kolokviji in izpiti Vsebina Kvantna mehanika 2 1. kolokvij 2 2. kolokvij 4 1.

'Kombinatoricna optimizacija / Lokalna optimizacija'

Domače vaje iz LINEARNE ALGEBRE Marjeta Kramar Fijavž Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani 2007/08 Kazalo 1 Vektorji 2 2 Analit

DOMACA NALOGA - LABORATORIJSKE VAJE NALOGA 1 Dani sta kompleksni stevili z in z Kompleksno stevilo je definirano kot : z = a + b, a p

Teorija kodiranja in kriptografija 2013/ AES

Transkripcija:

STROJNIŠKI VESTNIK LETNIK 22 LJUBLJANA, JULIJ AVGUST 1976 ŠTEVILKA 7 8 UDK 624.073.12 Prispevek k reševanju drugega robnega problema pri steni z luknjo F R A N C K O S E L M A R K O Š K E R L J Članek obravnava reševanje napetosti in deformacij v okolici luknje poljubne oblike, s katero je oslabljena neskončna stena, pri predpostavki, da so na robu lu kn je vnaprej predpisane velikosti prem ikov (drugi robni problem). V obeh tu obdelanih prim erih je vzeto, da so prem iki na robu luknje proporcionalni koordinatam robnih točk. Za ilustracijo num eričnega računa sta narisana diagrama poteka napetosti v okolici eliptične in pravokotne luknje. 1. Uvod Doslej je znanih že mnogo rešitev napetostnih in deform acijskih stanj v dvakrat povezani steni. Večina rešenih prim erov so rešitve prvega robnega problema, k jer so predpisane zunanje obremenitve na konturi luknje in v točkah, ki so od nje zelo oddaljene. Mnogo m anj pa je doslej znanih rešitev za napetosti in deform acije v steni z luknjo, k jer so na konturi luknje predpisani premiki. Takšni prim eri so v praksi tudi pogosti. Preprost prim er takega stanja dobimo, če si zamislimo, da je v luknjo stene vtisnjeno togo telo. M nogokrat je v praksi takšno togo telo pravokotne ali okrogle oblike, zaradi česar obravnava članek eliptično luknjo, ki v posebnem prim eru preide v krožnico in luknjo pravokotne oblike. Za rešitev tega problem a uporabljam o M ushelišvilijevo m etodo [1], ki obravnava elastostatično ra v ninsko napetostno stanje v steni z uporabo analitičnih funkcij kom pleksne sprem enljivke. To m e todo lahko uporabim o, tako da osrednjo ravnino stene položimo v kom pleksno ravnino (z) s koordinatnim začetkom v težišču luknje. Tako izbrana lega kom pleksne ravnine (z) v steni omogoča uporabo konform ne in obratno enolične preslikave poljubne sklenjene krivulje, ki pomeni presek kontu re luknje s kom pleksno ravnino (z), na enotski krog. Preostalo neskončno območje stene pa lahko preslikam o v notranjost ali zunanjost enotskega kroga, tako da osrednja ravnina stene leži zopet v novi kom pleksni ravnini (;). V kom pleksni rav nini (f) rešim o drugi robni problem s Cauchyjevim i integrali, ki omogočajo, da izračunam o funkcijske vrednosti analitičnih funkcij v območju stene, k ad ar so zvezne na sklenjeni krivulji, ki steno om ejuje. 2. Osnovne enačbe V kom pleksno ravnino (z), ki jo tv o rita koordinatni osi X in y, položimo osrednjo ravnino stene, tre tja koordinatna os Z desnoročnega kartezijevega koordinatnega sistema pa leži pravokotno na steno. V izbranem koordinatnem sistem u lahko kom pleksne sestave kom ponent tenzorja ravninskega stanja napetosti (sl. 1) in vektorja pom ika izrazim o z dve- 0 m a analitičnim a funkcijam a cp\ (z) in v i (z) v skladu z izvajanji v [1]- ki sta zelo prikladni za reševanje v kom pleksni ravnini (z). ox + oy 2 [cp1 (z) + qi1 (z)] 0y ox + 2 i r xy = 2 [z cp1 (z) + Vi' (z)] (1) ------- (u + i v) = X q>1 (z) z <pt ' (z) Vi (2) 1 v k jer so s črtico označeni odvodi funkcij po sprem enljivkah z in ž, konstanta v je Poissonovo število, konstanta E Youngov modul elastičnosti, konstan ta ob analitični funkciji pa je v prim eru ravninskega stanja napetosti enaka 1 + v Z analitično funkcijo Vi (z) smo označili prvi odvod funkcije Xi (z) po kom pleksni sprem enljivki (z). Reševanje elastostatičnih problemov sloni na form ulaciji osnovnih robnih problem ov na robu

L obm očja S. Območje S je presek osrednje ravnine stene s kompleksno ravnino (z). Na vsakem robu m orajo biti kom ponente vektorja napetosti v ravnotežju z zunanjim i obrem enitvam i, komponente vek to rja prem ika pa m orajo zadoščati robnim vrednostim. K er se bomo v tem članku omejili le n a obravnavanje sten z eno luknjo, ki im a na svojem robu predpisane kom ponente vektorja premika, izrazov za prvi robni problem ne navajam o. Kom pleksni sestav kom ponent vektorja prem ika na robu L območja S, ki predstavlja drugi robni problem, im a naslednjo obliko: ß X<Pi (i) t epi (t ) v>i (t) = ------ [fifi (s) + i g 2 (s)j 1 ----- V kjer smo s t označili poljubno robno točko na robu L, s funkcijam a g1 (s) in g2 (s) pa prem ik robnih točk v smeri osi x in y. Analitični funkciji <p\(z) in /i(z) in funkcija ip\{z) m orajo biti takšne, da je napetostno in deform a cijsko stanje enolično v celotnem območju S. Iz te zahteve sledijo analitične funkcije, ki so podrobno obravnavane v [1]. 3. K onform na upodobitev Zaradi preprostejše izpolnitve robnih pogojev na enotskem krogu, izpeljemo konformno obratno enolično transform acijo neskončnega območja S iz kompleksne ravnine (z) v končno območje 2 nove kompleksne ravnine ( ). Preslikano območje 2 je določeno z neenačbo 1. Poljubno točko na enotskem krogu, omejenem s krožnico y, označimo s a. Konformno upodobitev izvedemo z uporabo preslikovne funkcije, s katero poljubnim a točkama in v kompleksni ravnini ( ) obratno enolično priredim o točki z in ž v kom pleksni ravnini (z). mi z = X + i y rela ut ( ) = <x>[p eirf>] = 2 C* fe k=m (4) Kompleksni sestavi komponent tenzorja nape^ tosti (1), ki jih izrazimo v polarnih koordinatah (sl. 1), zapisanih v novi kompleksni ravnini ( ), im ajo naslednjo obliko: E 1 + о 0 + о» = 2 [ Ф ( ) + Ф ( )] o $ Oq 2, i тgft = - 2 :2 [т( Ј Ф' ( ) + a>' (f) T ( )] p2 ш ( ) - (U + lug) = V = q>' ( ) \<x>' ( ) g «( )_ \x <p ( ) -== <p' (C) v ( ) L «( ) (3) (5) P ri tem pomenijo: <Pi (z) = 4> ( ) V i (z) = V ( ) (6) K( ) = ( ) o/ ( ) ф ( ) = v ( ) - ( ) v ' ( ) ft>' (f) k jer so s črtico označeni odvodi funkcij po kompleksnih sprem enljivkah in. Ce označimo točke na konturi območja 2 v novi kompleksni ravnini ( ) z oe y, oziroma v polarnih koordinatah o = e19, potem im a drugi robni problem (3) v tej ravnini naslednjo obliko: a cp (a) + o (a) (co)' (oj 4> (a) + xp (a) = H (a) ( 7) kjer smo vpeljali naslednji zam enjavi: a = H (o) = ------ E -[g 1 (s) + i 02 (s)] (8) 1 + v Robni pogoj (7) je izhodiščna enačba za reševanje obravnavanega problema. Z rešitvijo robnega problem a določimo analitični funkciji cp (f) in ip ( ) in iz enačb (6) tudi analitični funkciji Ф ( ) in T ( ) s tem pa je popolnoma podano napetostno in deformacijsko stanje v steni. V nadaljevanju bomo rešitev drugega robnega problema iskali s Cauchyjevim i integrali [1]. 4. Rešitve stene z eliptično luknjo O bravnavajm o prim er stene katere osrednja ravnina je dvakrat povezano neskončno območje. Vzemimo notranjo konturo eliptično (sl. 2), na kateri predpišim o kom ponenti vektorja prem ika v odvisnosti od kompleksne spremenljivke z na naslednji način: (s) + ig (s) = e t ; t e L (9) K onstanta e pomeni proporcionalnostni faktor, ki določa velikostni red premikov. Komponente vektorja prem ika v neskončni točki so enake nič. Neskončno območje stene S z eliptično luknjo kom form no preslikam o s presiikavno funkcijo R = z x -f i y == ft) ( ) = R + m ^ a + b - > 0 in 0 ^ m < 1 ( 10) v kompleksno ravnino ( ), kjer osrednja ravnina stene zavzame preprosto enkrat povezano končno območje 2, definirano z neenačbo <i 1, ki ga omejuje krožnica z enotskim radijem. S primerno izbiro param etrov R in m, ki sta odvisna od polosi, lahko poljubno oblikujemo eliptično konturo luknje od krožnice, kjer prejm e param eter m vrednost nič

1 in je polmer kroga enak R, do zareze vzdolž osi x velikosti 2 R, param eter m pa prejm e naj večjo vrednost enako eni. Robni pogoj (7) drugega robnega problema na enotskem krogu množimo s členom 1 d a ( П ) 2 n i a f in nato integriram o po enotskem krogu = 1, ki nas privede k funkcionalni enačbi ko, iz katere lahko ««? ( )+ 2 n i J cu co (a) (o) q> ( ) + = o C H (o) d o (14) -\ n4 i J * o ------ 1 ГГ \a(p(a) m j+ - *6) ep (o) + 4. 2 n i J L ca (a) + ^ 7 Н - Н ( а ) 1 = 0 (12) Ja C Analitični funkciji <p ( ) in ip ( ), ki prejm eta na krožnici 7 robni vrednosti <p (a) in tp (o), m orata biti holomorfni v območju 2 in zvezni v območju in na krožni m eji območja. Kadar obravnavamo območje 2 znotraj enotskega kroga f ^ 1, lahko zapišemo holomorfni analitični funkciji v obliki neskončnih vrst: k=oo <P (?) = 2 CLk?fc k=0 (13) V (?) = f b k?fc k=0 Z upoštevanjem lastnosti holomorfnih funkcij na robu [1], preide funkcionalna enačba (12) v oblidoločimo obliko funkcije rp (?) pri znani preslikovni funkciji ca (a) in predpisanem pogoju na robu H (o). Analitično funkcijo гр ( ) določimo tako, da robni pogoj (7) zapišemo v konjugirano kompleksni obliki, ki ga na opisani način spremenimo v funkcionalno enačbo (?) = f ca (a) ca' (a) d a a? (15) V prim eru eliptične luknje, s preslikovno funkcijo (10) dobimo splošni obliki analitičnih funkcij <P(?) in V (0- ч> ( 0 = E R m 3 v E e K Г т ((! + m) ^ 3 v 3 r [ l m f 2 1 + v ] (16) Iz enačb (6) dobimo tudi funkciji Ф (?) in (?), ki jih vstavimo v kompleksne sestave komponent tenzorja napetosti v polarnih koordinatah (5)

2 E s m Г?2, Qi Л o e + O» = ------------------------- 1------------- 3 v \_m 2 1 m gg* 4 2J (17) 2 g2 C2 E s o» oq ~f~ 2 i t0» (m g4 f 2) (1 m f 2)2 3 v 2 m m2 (1 4) + m 2 (3 + m 2) ---------(m p4 + C2) L >2 3 r 1 -----------(1 m C2)2 1 + v J Kompleksni sestav kom ponent vektorja prem ika v polarnih koordinatah (5) je z uporabo funkcij (16) Podobno sta tudi komponenti vektorja premika: ue = -j= e r [ ( g m ---- 'j cos d [g (m + 1) cos d + KA I \ e/ L 1 + v m g (1 g2) A xj + s m + -js in d 3 v A ]) (m 1) sinfl + L t Z g (1- e 2)Bi 3 v u o : -fz: e r [ (g m - 'i cos d Г.о (m 1) sin d + VA l\ e' L J m g * - i ; 2eR + 1 + v m p (1 p2) j / \ m 2 l 3 v A J \ Г C, e, l + v ( l - p 2)(mC2- p 2)j m - _l----- 1----------m p. p f 3 v (m p4 C2) C L Q u0 + i u & (18) Posamezne komponente tenzorja ravninskega stanja napetosti, zapisane v polarnih koordinatah kom pleksne ravnine (f), preidejo po ureditvi v 2 E e m m g* + g2 cos 2 d E s 3 v m g 2 (m g2 2 cos 2 d) + 1 3 v Q2 ( 2 3 v. ----------------------------------------Im 2------------- [m g2 (m g 2 2 co s2 d) + l]2 ( 1 + v [m p2 (m p2 2 cos 2 г?) + 1] p4 m 2 (3 + m2) - - m3 p2 (1 2 p2) cos 2 i H - m p 2' Г 2 3 v m2 p4 + 3 + m 2------ + --------- p2 1 + v [m g2 (m g 2 2 cos 2 d) + l]j cos 2 d m2 p4 cos 4 d 2 E srn m p4 + g2 cos 2 d o# + E s 3 v m g2 (m g2 2 cos 2 d) + 1 3 m2 3 v [m p2 (m g 2 2 cos 2 $) + l]2 \ 1 + v [m p2 (mg2 2 cos 2 #) + 1] p4 m2 (3 + m 2) - m3 p2 (1 2 p2) cos 2 # + m p2 Г 2 3 v m2 p4 + 3 + m 2-------- 1---------- L p2 1 + v [m p2 (m p2 2 cos 2 d) + l]jcos 2 d m2 p4 cos 4 E e m p4 3 v [m p2 (m p2 2 cos 2 d) + l]2 m2 (2 2 p2 + p4) + 3 2 ^ 3 v p2 1 + v (19) [m p2 (m p2 2 cos 2 #) + 1]I j sin 2d m p2 sin 4?? t, i, o, 1 + v m g (1 p2) g (m + 1) cos d + ------------------------ Isin d K jer smo zaradi krajšega zapisa označili z A, А г in Bj naslednje funkcije A = 1 2 m g2 cos 2 d + m 2 p4 A* = [m2 p2 cos 4 d + 1 m (1 + p2) cos 2 #] cos 3 d + [m2 p2 cos 4 d m (1 + p2) sin 2 #] sin 3 d Bi = [m2 p2 sin 4 d m (1 + p2) sin 2 $] cos 3d [m2 p2 cos 4 # + 1 m (1 + p2) cos 2 ft] sin 3 d (21) Koncentracije napetosti in na j več ji premiki se pojavljajo na robu eliptične luknje, kjer je p = 1, v neskončni točki pri p = 0 pa so vse komponente tenzorja napetosti in vektorja prem ika enake nič. Za num erično vrednotenje razm erom a zapletenih izrazov smo izdelali program v fortranskem jeziku, s katerim smo na elektronskem računalniku IBM 1130 določili napetostno in deform acijsko stanje v steni z eliptično luknjo s pol osema a = 6 cm in b = 1,2 cm. S slike 2 je razvidno, da se napetosti zelo hitro zm anjšujejo z oddaljevanjem od roba luknje, k ar seveda ne preseneča. 5. Rešitve stene s pravokotno luknjo V praksi je pogostejši prim er stene s pravokotno luknjo (sl. 4), ki ima na robu L predpisane prem ike (3). Zato bomo določili napetostno in deformacijsko stanje v neskončni steni s pravokotno luknjo s stranicam a a in b. V ta nam en smo uporabili preslikovno funkcijo z dela [2], ki konformno in obratno enolično preslika neskončno območje S osrednje ravnine stene s pravokotno luknjo v novo kompleksno ravnino (f) v območje H, ki pomeni notranjost enotskega kroga t( 2s 1. z = x + iy = w(0 = R ^ + 2 D. f2n-ij (22) kjer so Dn realne konstante, določene s Schwarz- Christofflovo enačbo [2], param eter R pa je

R Določitev analitične funkcije <p ( ) iz integrala diferencialne enačbe (14) in analitične funkcije гр ( ) iz enačbe (15) bi bila praktično neizvedljiva, če bi upoštevali vse člene neskončne vrste v preslikovni funkciji (22). Če neskončno vrsto nekje prekinemo, če torej upoštevamo samo končno število členov, ne dobimo funkcije, ki transform ira neskončno steno s pravokotno luknjo v notranjost enotskega kroga, ampak so stranice pravokotnika ukrivljene in oglišča zaokrožena, seveda pa se z upoštevanjem zadostnega števila členov vrste lahko pravokotni odprtini približam o na poljubno natančnost. Pravokotni obliki se že zelo približamo, če upoštevamo le dva člena v neskončni vrsti z = x + iy = w(q = + cos 2 n K sin2 2 лкј? 6 Koeficient K upošteva razm erje stranic a : b, kakor je razvidno iz diagram a K, (a : b) na sliki 3. 0» + 0g = C f 2 + 3 D 4 C p4 C2 + 3 D p8 e8 1 3 B C* + A C2 1 3 B p8 + A p4 c2- C 4 J o $ 0q P 2 i r0$ * 2p 2Č' (3 B p8 + A p4 c2 C4) (3 BC4 + A c2 l)2 1^3 ~ + K + K C2 + K t 4 + K?e + Ue + i Ug. = 1 + v g R C2 hs t 8] E [/(3 B C4 + Ä~i;2 1) (3 B g«+ A p4t 2 t 4) (3 [(D H B F) g2 D] + [(3 xbcg2 + l 4 + 3 D G + H C A F 3 A D p2) p2 C]?- + 2 + (x 1) (A C + 3 B D e*) p2 + G C + F + + (x A D B C) p2_ ^ 1 (25) kjer smo označili: h0 = G C 2AC p2 12 B D g6 + F ћг = - - ' 12 A D o2 + 6 B (A D B Q p" (?2 + A C G + 3(3DG + H Q - 2 A F h3 = 2 B C p2 cp(c) = R(Ct + DC ) Slika 3 Analitični funkciji cp (C) in (C) določimo iz enačb (14) in (15) ob upoštevanju lastnosti holom orfnih funkcij na robu luknje G C + H C3 V ( ) = R (C + 3 DC2) + F f _1 A C2 3 f4 B kjer smo zaradi krajše pisave označili: U Ee 1 + r A = cos 2 л K B = J sin2 2 л K c = U A X B D = F U B X G = A (1 + B) (23) H = 1 + 3 B2 (24) Kompleksni sestavi (5) kom ponent tenzorja napetosti in vektorja prem ika v polarnih koordinatah im ajo v tem prim eru obliko: h, = 12 + 6 A (Л D B C) g2 + g2 + 15 DH + 9BCG A (3DG + HC) + + A2 F 6B F h0 = (AD BC) +3B(3DG + HC) g2 9ADH + 6ASF h = 9 B (B F DH) (26) Posamezne komponente tenzorja ravninskega stanja napetosti v polarnih koordinatah kompleksne ravnine (f) im ajo po ureditvi naslednjo obhko: a0 = t + 2 K g2 (A C + 9 B D p4) + K 2 + [2 K (3 B C p4 + 3 A D p4 C) g2 (t2 + p2)] cos 2 [6 K D + g2 (t4 + p4)] p2 cos 4 i? p6 (t0 + p6) cos 6 # + ifi8 p8 cos 8#} a0 = ^ -{ t0 + 2 K p2 (A C + 9 B D p4) + K2 + [2 K (3 B C p4 + 3 A D p4 C) + p2 (t2 + p2)] cos 2 d [6 K D p2 (t4 + p4)] p2 cos 4 # + + Pe (io + pc) cos 6 # h8 p8 cos 8 d}

Slika 4 TB$ = [(t2 p3) sin 2 & + p2 (t4 p4) sin 4 d + K 2 + p4 (f0 p0) sin 6 & h8 p6 sin 8 d] Prem ika pa sta u = R V -ß= [s0 + (s2 + v 2) cos 2 d + E y K + (w4 * D) cos 4 d] \ v p u &= R --------- j=z [(s2 v.j sin 2 d E y K (x D + u j sin 4 d] (27) V prejšnjih izrazih smo zaradi krajšega zapisa označili naslednje izraze: p 2 = 3 B h2 p4 + A h0 h3 p4 = 3 B h0 A h j Pg 3 B h3 t0 = 3 B h4 p8 + A h2 p4 h0 t2 = 3 B ha p8 + A ht p4 h t 4 = 3 B hs g* + A he g* h4 tg ~ A. h8 p4 hg s0 = (x 1) (A C + 3 B D p4) p2 + G C + F s2 = p4 (x A D B C) X C v 2 = (x3bc g2+ 3DG + HC A F 3 A D p2) p2 C vt = 3 g2 [(D H B F) p2 D] K = 9 B2 p8 + 2 A p2 (3 B p4 1) cos 2 d 6 B p4 cos 4 d + A2 p4 + 1 Za numerično računanje zelo zapletenih izrazov, ki se pojavljajo v enačbah za posamezne komponente napetosti in premikov, je bil izdelan tudi v tem prim eru program v fortranskem jeziku. Z njim smo na elektronskem računalniku IBM 1130 določili številčne vrednosti posameznih komponent, po katerih smo narisali diagram e napetosti (sl. 4) za poseben prim er neskončne stene s pravokotno luknjo s stranicam a a = 10 cm in b = 4 cm. S slike je razvidno, da so naj večje napetosti na ogliščih luknje, z oddaljevanjem od roba luknje pa se napetosti zm anjšujejo in so v neskončni točki pri p = 0 enake nič. Dejanske napetosti so nekoliko večje od tu izračunanih, saj smo upoštevali samo tri člene v preslikovni funkciji (22). LITERATURA 11] N. I. Mushelišvili, Some Basic Problems of the Mathematical Theory of Elasticity. P. Noordhoff, Groningen, 1958. [2] T. Skubic, Uporaba funkcij kompleksne spremenljivke v teoriji elastičnosti, Disertacija, Ljubljana, 1961. 13] J. Plemelj, Teorija analitičnih funkcij, SAZU, Ljubljana, 1958. [4] D. S. Mitrinovič, Kompleksna analiza, Građevinska knjiga, Beograd, 1973. 15] B. Vrečko: Diplomsko delo, FS, Ljubljana, 1975. N aslov av to rjev : doc. dr. ing. F ra n c K osel prof. dr. ing. M arko Š kerlj F a k u lte ta za stro jn ištv o U niverze v L jubljani