ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA GEOMETRYCZNIE NIELINIOWYCH ZAGADNIEŃ PŁYT O DOWOLNEJ GEOMETRII MIECZYSŁAW JANOWSKI, HENRYK К О P E С К I (RZESZÓW)

Podobne dokumenty
ANDRZEJ MŁOTKOWSKI (ŁÓDŹ)

ECHANIKA METODA ELEMENTÓW DRZEGOWYCH W WTBRANTCH ZAGADNIENIACH ANALIZT I OPTYMALIZACJI OKŁADOW ODKSZTAŁCALNYCH NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

STATYKA POWŁOKI WALCOWEJ ZAMKNIĘ TEJ PRACUJĄ CEJ W STANIE ZGIĘ CIOWYM. 1. Wstęp

WYZNACZANIE ZMIAN STAŁYCH SPRĘ Ż YSTOŚI CMATERIAŁU WYSTĘ PUJĄ CYC H GRUBOŚ CI MODELU GIPSOWEGO. JÓZEF W R A N i к (GLIWICE) 1.

CAŁKA RÓWNANIA RÓŻ NICZKOWEGO CZĄ STKOWEGO ROZWIĄ ZUJĄ CEG O WALCOWE. 1. Wstęp

DRGANIA. PRĘ TÓW O LINIOWO ZMIENNEJ WYSOKOŚ CI POPRZECZNEGO

GRANICZNA MOC DWUFAZOWEGO TERMOSYFONU RUROWEGO ZE WZGLĘ DU NA KRYTERIUM ODRYWANIA KONDENSATU BOGUMIŁ BIENIASZ (RZESZÓW) Oznaczenia

OPTYMALNE KSZTAŁTOWANIE BELKI NA PODŁOŻU SPRĘ Ż YSTY M Z UWZGLĘ DNIENIEM OGRANICZEŃ NAPRĘ ŻŃ MACIEJ MAKOWSKI, GWIDON SZEFER (KRAKÓW) 1.

STATECZNOŚĆ POWŁOKI CYLINDRYCZNEJ Z OBWODOWYM ZAŁOMEM PRZY Ś CISKANIU OSIOWYM. 1. Wprowadzenie

ZREDUKOWANE LINIOWE RÓWNANIA POWŁOK O WOLNO ZMIENNYCH KRZYWIZNACH. 1. Wstęp

INWERSYJNA METODA BADANIA MODELI ELASTOOPTYCZNYCH Z WIĘ ZAMI SZTYWNYMI ROMAN DOROSZKIEWICZ, JERZY LIETZ, BOGDAN MICHALSKI (WARSZAWA)

NUMERYCZNA ANALIZA PRZEPŁYWU MHD W KANALE Z NIESYMETRYCZNYM ROZSZERZENIEM. 1. Wstęp

WPŁYW CZĘ STOTLIWOŚ I CWIBRACJI NA PROCES WIBROPEŁZANIA 1 ) ANATOLIUSZ JAKOWLUK (BIAŁYSTOK) 1. Wstęp

CZONE ODKSZTAŁCENIA SPRĘ Ż YSTEG O KLINA I STOŻ KA

NUMERYCZNE ROZWIĄ ZANIE ZAGADNIENIA STATECZNOŚ CI ORTOTROPOWEJ PŁYTY PIERŚ CIENIOWEJ*' 1. Wstęp

WPŁYW WARUNKÓW ZRZUTU NA RUCH ZASOBNIKA W POBLIŻU NOSICIELA I PARAMETRY UPADKU. 1. Wstęp

DOŚ WIADCZALNA ANALIZA EFEKTU PAMIĘ CI MATERIAŁU PODDANEGO PLASTYCZNEMU ODKSZTAŁCENIU*) JÓZEF MlASTKOWSKI (WARSZAWA) 1. Wstęp

WYTRZYMAŁOŚĆ STALOWYCH PRĘ TÓW Z KARBEM PRZY ROZCIĄ W PODWYŻ SZONYCH TEMPERATURACH KAROL T U R S K I (WARSZAWA) 1. Wstęp

UGIĘ CIE OSIOWO SYMETRYCZNE PŁYTY REISSNERA O ZMIENNEJ GRUBOŚ CI ANDRZEJ G A W Ę C KI (POZNAŃ) 1. Wstęp

NUMERYCZNE OBLICZANIE KRZYWOLINIOWYCH Ś CIEŻ K E RÓWNOWAGI DLA JEDNOWYMIAROWYCH UKŁADÓW SPRĘ Ż YSTYC H

JERZY MARYNIAK, WACŁAW MIERZEJEWSKI, JÓZEF KRUTUL. 1. Wstęp

IN ŻYNIE R IA S R O D O W IS K A

STAN SPRĘ Ż YSTO PLASTYCZNY I PEŁZANIE GEOMETRYCZNIE NIELINIOWEJ POWŁOKI STOŻ KOWEJ HENRYK К О P E С К I (RZESZÓW) 1. Wstę p

Fonetyka kaszubska na tle fonetyki słowiańskiej

WPŁYW SZCZELINY PROSTOPADŁEJ DO BRZEGU NA ROZKŁAD NACISKÓW I STAN NAPRĘ Ż Ń E W KONTAKCIE. Wstęp

OBLICZANIE CHARAKTERYSTYKI DYNAMICZNEJ KONSTRUKCJI PŁYTOWO SPRĘ Ż YNOWE J ZA POMOCĄ METODY SZTYWNYCH ELEMENTÓW SKOŃ CZONYCH* > 1.

NOŚ NOŚ Ć GRANICZNA ROZCIĄ GANYCH PRĘ TÓW Z KARBAMI KĄ TOWYMI O DOWOLNYCH WYMIARACH CZĘ Ś CI NAD KARBAMI. 1. Wprowadzenie

MACIERZ SZTYWNOŚ CI ELEMENTU ZGINANEJ PŁYTY

с Ь аё ффсе о оýои р а п

OBSZAR KONTAKTU SZTYWNEJ KULI Z PÓŁPRZESTRZENIĄ LEPKOSPRĘ Ż YST Ą JADWIGA HALAUNBRENNER I BRONISŁAW LECHOWICZ (KRAKÓW) 1.

OPTYMALIZACJA PARAMETRYCZNA UKŁADÓW DYNAMICZNYCH O NIECIĄ GŁYCH CHARAKTERYSTYKACH. 1. Wstęp

ZDERZENIE W UKŁADZIE O WIELU STOPNIACH. 1. Wstęp

PEWIEN SPOSÓB ROZWIĄ ZANIA STATYCZNYCH ZAGADNIEŃ LINIOWEJ NIESYMETRYCZNEJ SPRĘ Ż YSTOŚI JANUSZ D Y S Z L E W ICZ (WARSZAWA) 1.

WYZNACZENIE STANU NAPRĘ Ż ENI A W OSIOWO SYMETRYCZNYM POŁĄ CZENIU KLEJONYM OBCIĄ Ż ONY M MOMENTEM SKRĘ CAJĄ CY M

OPTYMALNE KSZTAŁTOWANIE PRĘ TA Ś CISKANEGO PRZY DUŻ YCH UGIĘ CIACH METODĄ PROGRAMOWANIA DYNAMICZNEGO*) 1. Wstęp

JERZY MARYNIAK, MARWAN LOSTAN (WARSZAWA)

Znaki alfabetu białoruskiego Znaki alfabetu polskiego

DRGANIA GRUBOŚ CIENNEJ RURY PRZY WEWNĘ TRZNYM I ZEWNĘ TRZNYM PRZEPŁYWIE CIECZY (WARSZAWA) Waż niejsze oznaczenia

IDEALNIE SPRĘ Ż YSTO PLASTYCZN A TARCZA O PROFILU HIPERBOLICZNYM. 1. Wstęp

ANALIZA OBROTU POWIERZCHNI PŁYNIĘ CIA Z UWZGLĘ DNIENIEM PAMIĘ CI MATERIAŁU. 1. Wstęp

STATECZNOŚĆ BOCZNA SAMOLOTU I DRGANIA LOTEK Z UWZGLĘ DNIENIEM ODKSZTAŁCALNOŚ CI GIĘ TNEJ SKRZYDEŁ I SPRĘ Ż YSTOŚI CUKŁADU STEROWANIA

HYDROMAGNETYCZNY PRZEPŁYW CIECZY LEPKIEJ W SZCZELINIE MIĘ DZY WIRUJĄ CYMI POWIERZCHNIAMI OBROTOWYMI EDWARD WALICKI (BYDGOSZCZ) Wstęp

PŁYTY PROSTOKĄ TNE O JEDNOKIERUNKOWO ZMIENNEJ SZTYWNOŚ CI

WSPÓŁRZĘ DNE NORMALNE W ANALIZIE REZONANSÓW GŁÓWNYCH NIELINIOWYCH UKŁADÓW DRGAJĄ CYCH O WIELU STOPNIACH SWOBODY

PODSTAWY MECHANIKI CIAŁ DYSKRETYZOWANYCH CZESŁAW WOŹ NIAK (WARSZAWA) 1. Ciała dyskretyzowane

ANALIZA UKŁADU W1BRO UDERZENIOWEGO Z NIELINIOWA CHARAKTERYSTYKĄ SPRĘ Ż YST Ą ZBIGNIEW WIŚ NIEWSKI (GDAŃ SK) Wykaz waż niejszych oznaczeń

ŁOŻ YSKA WIEŃ COWEGO TERESA GIBCZYŃ SKA, MICHAŁ Ż YCZKOWSKI (KRAKÓW) 1. Wstęp

ITERACYJNA METODA WYZNACZANIA CZĘ STOŚ I C DRGAŃ WŁASNYCH I AMPLITUD BOHDAN KOWALCZYK, TADEUSZ RATAJCZAK (GDAŃ SK) 1. Uwagi ogólne

па ре по па па Ьо е Те

NIEJEDNORODNOŚĆ PLASTYCZNA STOPU PA2 W PROCESIE. 1, Wprowadzenie

ZAŃ KINEMATYCZNIE DOPUSZCZALNYCH DLA ZAGADNIENIA NAPORU Ś CIAN O RÓŻ NYCH KSZTAŁTACH* WiESLAw\ TRĄ MPCZYŃ SK I. 1. Wstęp

MACIERZOWY ZAPIS NIELINIOWYCH RÓWNAŃ RUCHU GENEROWANYCH FORMALIZMEM LAGRANGE'A ZDOBYSŁAW G O R A J (WARSZAWA) 1. Wprowadzenie

1. Organizowanie regularnych zebrań naukowych w Oddziałach PTMTS

7. ELEMENTY PŁYTOWE. gdzie [N] oznacza przyjmowane funkcje kształtu, zdefinować odkształcenia i naprężenia: zdefiniować macierz sztywności:

WPŁYW POZIOMU NAPRĘ Ż ENI A I WSPÓŁCZYNNIKA NAPRĘ Ż ENI A NA PROCES WIBROPEŁZ ANI A') 1. Wstęp

SPOSÓB ELEKTRYCZNEGO MODELOWANIA RÓWNAŃ RÓŻ NICZKOWYCH LINIOWYCH STKOWYCH O WSPÓŁCZYNNIKACH STAŁYCH I CZŁONACH RZĘ DU PARZYSTEGO

KRZYSZTOF G R Y s A (POZNAŃ)

Wyświetlacze tekstowe jednokolorowe

WYZNACZANIE NAPRĘ ŻŃ ENA PODSTAWIE POMIARÓW TYLKO JEDNEJ SKŁ ADOWEJ ODKSZTAŁ CENIA

W pracy rozpatrzymy osobliwość naprę żń e siłowych i naprę żń e momentowych w półprzestrzeni. ): Xi ^ 0, co < x 2

O pewnym zagadnieniu F. Leji dotyczącym sumowania kierunkowego macierzy

DYNAMICZNE BADANIA WŁASNOŚ CI MECHANICZNYCH POLIAMIDU TARLON X A. 1. Wstę p

JAN GRABACKI, GWIDON SZEFER (KRAKÓW) 1. Wstęp

O SFORMUŁOWANIU I POPRAWNOŚ CI PEWNEJ KLASY ZADAŃ Z NIELINIOWEJ DYNAMIKI LIN ROZCIĄ GLIWYCH ANDRZEJ BLINOWSKI (WARSZAWA) 1.

NIELINIOWE DRGANIA ELASTYCZNIE POSADOWIONYCH SILNIKÓW TŁOKOWYCH PRZY SZEROKOPASMOWYCH WYMUSZENIACH STOCHASTYCZNYCH JANUSZ K O L E N D A (GDAŃ SK)

UPROSZCZONA ANALIZA STATECZNOŚ CI BOCZNEJ SZYBOWCA HOLOWANEGO NA LINIE JERZY M A R Y N I А К (WARSZAWA) Waż niejsze oznaczenia

Oferta ważna od r.

OPTYiMALNE KSZTAŁTOWANIE NIERÓWNOMIERNIE NAGRZANYCH TARCZ WIRUJĄ Z UWAGI NA NOŚ NOŚĆ SPRĘ Ż YST Ą I GRANICZNĄ

SKOŃ CZONE ODKSZTAŁCENIA WIOTKICH OBROTOWO SYMETRYCZNYCH POWŁOK PRZY UWZGLĘ DNIENIU KINEMATYCZNEGO WZMOCNIENIA MATERIAŁU JÓZEF W I L K (KRAKÓW)

0 WYZNACZANIU NAPRĘ ŻŃ ECIEPLNYCH WYWOŁANYCH RUCHOMYMI OBCIĄ TERMICZNYMI. Oznaczenia

WYŚWIETLACZE TEKSTOWE 15 KOLOROWE

WPŁYW ZASTOSOWANIA KONDENSACJI KROPLOWEJ W POJEDYNCZYM DWUFAZOWYM NA WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA PRZEZ Ś CIANKĘ SKRAPLACZA. 1.

PROGRAM ZAJĘĆ POZALEKCYJNYCH

polska ludowa tom Vll PAŃSTWOWE WYDAWNICTWO NAUKOWE

O OPERATOROWYM PODEJŚ CIU DO FORMUŁOWANIA ZASAD WARIACYJNYCH DLA OŚ RODKÓW PLASTYCZNYCH. 1. Wstęp

Wyświetlacze tekstowe jednokolorowe SERIA B

PEWIEN MODEL MECHANICZNY KRĘ GOSŁUPA LĘ DŹ WIOWO KRZYŻ OWEG O CZŁOWIEKA. 1. Wstęp

DRGANIA CIĘ GNA W PŁASZCZYŹ NIE ZWISU Z UWZGLĘ DNIENIEM JEGO SZTYWNOŚ CI NA ZGINANIE JÓZEF NIZIOŁ, ALICJA PIENIĄ Ż EK (KRAKÓW) 1.

LESZEK JARECKI (WARSZAWA)

NIEKTÓRE PROBLEMY MODELOWANIA UKŁADÓW MECHANICZNYCH AGNIESZKA M U S Z Y Ń S KA (WARSZAWA)

ROCZNIKI BIESZCZADZKIE 22 (2014) str wskazówki dla autorów

TARCZE PROSTOKĄTNE Charakterystyczne wielkości i równania

ZAMKNIĘ TE ROZWIĄ ZANIE PROBLEMU PROPAGACJI NIESTACJONARNEJ PŁASKIEJ FALI UDERZENIOWEJ W SUCHYM GRUNCIE PIASZCZYSTYM. 1. Wstęp

DYNAMIKA PŁASKIEJ WIĄ ZKI PRZEWODÓW PRZY PRĄ DACH ZWARCIOWYCH MARIA RADWAŃ SKA, ZENON WASZCZYSZYN (KRAKÓW) 1. Uwagi wstę pne, założ enia i oznaczenia

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

~г в +t *( ' (p ' w^'

Ш Ш *Ш &>\vdi;fclbi>!«> У TEORETYCZNA ii.stosowana fiuncq i 4, 15 (1977)

Wyświetlacze tekstowe jednokolorowe

SPRAWOZDANIE Z DZIAŁALNOŚ CI POLSKIEGO TOWARZYSTWA MECHANIKI TEORETYCZNEJ I STOSOWANEJ ZA I KWARTAŁ 1976 ROKU

BADANIE TEORETYCZNE WŁASNOŚ CI DYNAMICZNYCH LOTU OBIEKTÓW ZRZUCANYCH Z SAMOLOTU

WYBOCZENIE UDERZENIOWE PRĘ TA O DUŻ EJ SMUKŁOŚ CI RYSZARD G R Y В O Ś (GLIWICE) 1. Sformułowanie problemu i cel pracy

PŁYTY OPIS W UKŁADZIE KARTEZJAŃSKIM Charakterystyczne wielkości i równania

Wyświetlacze tekstowe 15-kolorowe

O PEWNEJ METODZIE WYZNACZANIA KRYTERIUM ZNISZCZENIA POLIMERÓW. 1. Wprowadzenie

STATECZNOŚĆ BOCZNA W CZASIE DOBIEGU LĄ DUJĄ CEG O SAMOLOTU SPORTOWEGO ZDOBYSŁAW GORAJ, JERZY MARYNIAK, ZBIGNIEW PATURSKI, MARIA ZŁOĆ К A (WARSZAWA)

R o z w i ą z a n i e Przy zastosowaniu sposobu analitycznego należy wyznaczyć składowe wypadkowej P x i P y

przyrostem naprę ż eń, а А ц и stanowi macierz funkcji materiałowych, którą wyznacza się doś wiadczalnie, przy czym

А а Б б В в Г г Д д Е е Ё ё. Ж ж З з И и Й й К к Л л М м. Н н О о П п Р р С с Т т У у Ф ф Х х Ц ц Ч ч Ш ш Щ щ ъ. ы ь Э э Ю ю Я я - -

POWŁOKI PROSTOKREŚ LNE OPARTE NA OKRĘ GU PRACUJĄ CE W STANIE ZGIĘ CIOWYM STANISŁAW BIELAK, ANDRZEJ DUDA. 1. Wstę p

DOŚ WIADCZALNA ANALIZA DRGAŃ WŁASNYCH EDWARD MACIĄG (KRAKÓW) 1. Wstęp

Transkrypt:

I MECHANIKA TEORETYCZNA I STOSOWANA 2, 14 (1976) ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA GEOMETRYCZNIE NIELINIOWYCH ZAGADNIEŃ PŁYT O DOWOLNEJ GEOMETRII MIECZYSŁAW JANOWSKI, HENRYK К О P E С К I (RZESZÓW) Modelowanie elektryczne znalazło szerokie zastosowanie w rozwią zywaniu wielu problemów współczesnej techniki w takich dyscyplinach, jak lotnictwo, okrę townictwo, budowa maszyn, mechanika budowli itp. Zastosowanie metod analogowych uzasadnione jest szybkoś cią modelowania obiektu fizycznego oraz wystarczają cą w obliczeniach inż ynierskich dokładnoś cią otrzymanych wyników. Znane są szerokie zastosowania elektrycznych analizatorów polowych do statycznych obliczeń takich elementów konstrukcji, jak belki, ramy, płyty i powłoki, rozważ anych jako zagadnienia liniowe w sensie fizycznym i geometrycznym [1, 2]. Celem obecnej pracy jest przedstawienie koncepcji rozwią zywania geometrycznie nieliniowych zagadnień płyt cienkich o dowolnym kształcie, dowolnie zmiennej gruboś ci i dowolnym obcią ż eniu, za pomocą elektrycznych analizatorów polowych. 1. Równania podstawowe Analiza ogólnego przypadku duż ych ugięć cienkich płyt o zmiennej gruboś ci z materiału o sprę ż yśe ciliniowej charakterystyce fizycznej prowadzi do układu dwóch równań podstawowych [3] д 2 Ф 8 2 w _ 2 д 2 Ф d 2 w д 2 Ф d 2 w д у 2 д х 2 д х д у д х д у д х 2 д у 2

216 M. JANOWSKI, Н. KOPECKI gdzie oznaczono: w = w(x,y) przemieszczenie prostopadłe do płaszczyzny ś rodkowej Eh 3 (x,y). płyty, h = h (x, y) grubość płyty, D = D(x, y) = 12(1"^ sztywność gię tną płyty, E moduł sprę ż ystośi cpodłuż nej materiału płyty, v współczynnik Poissona dla tego materiału, q = q{x, y) obcią ż eni e zewnę trzne prostopadłe do elementu płyty, Ф = = Ф (х,у ) funkcja naprę ż eń, przez którą wyraż ają się składowe stanu naprę ż eni a płaszczyzny ś rodkowej płyty 1 д 2 Ф (х,у ) 1 д 2 Ф (х,у ) (1.3) h(x, у ) dy 2 ' h{x,y) dx 2 1 3 2 Ф (х, у ) x y h(x,y) dxdy ' Rozwią zania powyż szego układu nieliniowych równań róż niczkowych w ogólnym przypadku nie są znane. Przybliż one rozwią zania tych problemów uzyskano jedynie dla niektórych przypadków szczególnych [4, 5]. m Zn Z ln 1 m ln m 1,n*1 V 7 n 2 m.n 1 '/ń Trfim.n+lm.n+2 mą n lm+ln m+ln+l 'N.Z m*2,n Д х Rys. 1 Rozwią zanie układu równań (1.1), (1.2) bę dziemy tutaj opierali na metodzie pełnego dyskretnego podziału obszaru płyty. Rzeczywisty kontur płyty S zastę pujemy konturem łamanym S (rys. 1). Wartość pochodnych w danym punkcie wyrazimy przez wartość odpowiednich ilorazów róż nicowych. Przyjmując dla funkcji dwóch zmiennych W(x, y) identyczny krok Ax = Ay = d otrzymujemy przykładowo nastę pująe c zależ nośi c róż nicowe: ut _</ / л (1.4) * m, n+ 1 m,n 1 \ dx Г " 2d IdW u/ _ w x m+l, n л m~ 1, n \ dy 2d d 2 W d 2 x. i d 2 W \ \ dxdy j m, Р Ф ] dx 3 4' 2W +W d 2 W W J ' m 1. n 1 m Ab 2 "^m+l.n l "Ь + 1, n + 1 ^m, n+2 2!f m + j + 2W m, W, m, n 2 2d 3 itd.

ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA PŁYT 217 Operatory róż niczkowe V 2l F i V 4 < / y postacie: po uwzglę dnieniu zależ nośi c (1.4) przyjmują znane (1-5) (У 2Х Р \п,п = '^C^m+l,n + X I J m 1.n + ^m. + i + У,,,,л 1 ~ 4!f m> ), (1.6) (V 4, P),».» = ^ [20^ л 8(, Л,, + 1.,, + У / т ь п +, / / т. +,, / / т. п 1 ) + + 2(*/ /, +i, + 1 +^m+ 1, л 1 +!r m 1, л + 1 ) + + ^ш +2,л Ь У, _2.п + У т, л +2 4" ^m, л 2] Wskaź niki m, n oznaczają tutaj współrzę dne punktu należ ą ceg o do obszaru płyty (rys. 1). Uwzglę dniając zwią zki (1.4), (1.5), (1.6) sprowadzamy układ równań róż niczkowych (1.1), (1.2) do układu równań róż nicowych: (1.7) 20a m, w m, 8(/b m, nw m+,, + c m, nw m _,, + d m, и >,, + 1+e m, w. _,) + + 2(/^, И 'ш +1.п +1 + gm,n w m+l,n l +jm, r m 1, л + 1 +^т,л 1,«) +, n^m + 2, n Pm, n^m~2, n~^^"m, n^m, n+2 $m, n^m, n 2 = p [( Ф т + 1, n 2Ф,, + Ф,_, ) (w un+l 2w m, + H>,, _ j) g"(^«l l,«l ~Ф т +1,п \ + ^m+l,«łl) (*т 1,» 1 ~~ ^'m l.n+l M'm+l.n l +W m +l,"+l) + (0 + Ф т. 1)Х x (n' m + i. n 2w m, +>v m _ 1, )]+ ^, (1 8) 20а т, Ф т, 8(й т. Ф, +,, + с т, Ф т_ 1, + </ г а, Ф т, +1 + + ё,, Ф,, n 1) + 2(f m, Ф т +1, +1 ~ł~c?łh, n^m + 1 1 и 1 ~K/m, rfуm 1, n + 1 "Ь ~Ь ^m, n ^m 1, n ]) ~Ь ^m, n ^m + 2, n Pm, n ^т 2,н ~ł~ m,n^m, n+2 2 = Eh l lo + *ш,л Ф,л,л + ^ m +,. +i) 2 (w m> +i 2vf m, + w mi _,) (tv m+1 2u' m, + H' m _ 1, ) ; gdzie q m oznacza obcią ż eni e zewnę trzne prostopadłe do elementu płyty działają ce na pole o wymiarach Ax Ay = d 2 należ ąe cdo wę zła m, n, l+v D xx + D yy l+v H xx + H yy am, n - i - p o, a m, n - i ш o, (1.9),,, D y д 1 D + vd xx 2 T _ H y S 1 H + vh xx />»,.. \ + W T д, b m, n l + T T «5, _ Dy д 1 D + vd x 2 1 _ Н У C m.n 1 2 ~ g ^ 0, C,, 1 2 g я 6 1 H + vh xx x 2 D 2 8 7J> т, п # 2 8 Я

218 M. JANOWSKI, Н. KOPECKI, _ Д «3 1 Д. + У Й,, А 1_ Я 1 * 1_ *..» i D 2 8 д о. S" я 2 8 H xx rvh yy Я 2 /«.»!+ 2 ^ 0+ 4 ^ о. / «.. 1 + 2 я + 4 н. 1 D x D, l v D xy _ 1 Я х Я 1 г Я. = 1 у ) й Ј б, я,» = 1 и 6 2 Я ~ ~А 4 Т Г ' 1 н х н у л я *, ; i + J_ D * ~ D y A_lzl3<Ld 2 J =! + " ' " y д ' " "* y ó 2 7m,» 1 + 2 Z) 4 ZF // л и ' 2 я 0 4 Я 1 l j> Я су M 1 ' 2 D + 4 Z) ' / C m ' " 1 2 Я + 4 Я = 1 ^ Й, = 1 ~ <5, I'm,,, = 1 + JT 0, /,, = '+ ^ У > J ib,n 1 П л т,п 1 Я przy czym x _ dd(x,y) dd(x,y) d 2 D(x,y) ~ 8x " > ~ e y ' " ~ ~ dxdy ' d 2 D(x,y) d 2 D{x,y) dx 2 ' y y ~ dy 2 ' (1.10) Я = H(x,y) =Ą.(x,y), x _ dhix^ _ 8H(x,y) _ d 2 H(x,y) y x y ~ dx ' ~ dy ' dxdy ' d 2 H(x,y) dx 2 ' y y d 2 H(x,y) ~ dy 2 oznaczają odpowiednie pochodne okreś lone dla punktu m, n. Powyż szy układ równań róż nicowych (1.7), (1.8) wraz z odpowiednimi warunkami brzegowymi formułuje w zapisie róż nicowym problem geometrycznie nieliniowej cienkiej płyty o dowolnej geometrii (dowolny kontur i dowolnie zmienna gruboś ć) oraz dowolnym rozkładzie obcią ż eni a zewnę trznego. Rozważ ymy kilka typów warunków brzegowych [4] przyjmują c, że krawę dź płyty jest równoległa do jednej z osi współrzę dnych x albo у oraz punkty wę złowe znajdują się na krawę dzi.

ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA PŁYT 219 a) Krawę dź płyty у = 0 utwierdzona na podporze nieodkształcalnej (rys. 2). Warunki geometryczne: (1.11) dw w(x,0) = 0, (jr,0) = 0 Win х С 0 O!j> O Q /77= / V/////, /77=/; /77=7 /77 = 2 /77=.? Rys. 2 w zapisie dyskretnym wyraż ają się nastę pują co : O 12 ) WV =. и > 1>я = w_,, b) Krawę dź płyty у 0 przegubowo podparta (rys. 3). Warunek geometryczny oraz statyczny: (1.13) w(x, 0) = 0, M y (x, 0) = D d2 w, л ч <? 2 w. _ 4 ^r(*.p)+v ^ 5 (x,.0) Rys. 3 w zapisie dyskretnym wyraż ają się nastę pują co : 0.14) c) Krawę dź swobodna. Warunki statyczne: w 0. tt = 0, w Un = ~w_ u. (1.15) : R y (x,0) 3 M y (x, 0) 4 2 w 8 2 w ~^(х,0) + г ^(х, 0) = 0 0.

220 M. JANOWSKI, Н. KOPECKI w zapisie dyskretnym wyraż ają się nastę pują co : (1.16) w 2, w 0, _ 2 + 2(3 г 0 (w u w lin ) + (2 v) (w Un+ t w_,, + 1 + w'i.n + H ; i. n 2(l+i')H'o, n +»'(wo, n +i + H'o. n i) = 0. + w u _ l w_ u _ 1 ) = 0, d) Punkty krawę dzi nieobcią ż onejу = 0 mają swobodę przemieszczenia wzdłuż osi y. Warunek (1.17) prowadzi do zależ nośi c а 2 Ф (х, o) о у Д к х, ' 0) ' = д х 2 = 0 róż nicowej (1.18) Ф 0,п +1 2Ф 0,п + Ф о,п 1 = 0. 2. Model elektryczny układu równań róż nicowych Opierając się na podstawowych prawach elektrotechniki przedstawimy schemat elektryczny modelują cy układ równań róż nicowych (1.7), (1.8). Blok В Blok A Rys. 4 Układ analogowy (połą czenia dla jednego wę zła wewnę trznego pokazane są na rys. 4) budujemy za pomocą czterech siatek elektrycznych. Prócz typowych elementów, jakimi są oporniki, wykorzystamy tutaj również sumują co odejmująe c wzmacniacze operacyjne (SOl r SOó) oraz generatory funkcji mnoż ą cyc h dwa sygnały napię ciowe (G1 T G5). Na schemacie połą czeń elektrycznych wyróż nić moż emy dwa zasadnicze bloki. Blok A modeluje człony układu równań róż nicowych (1.7), (1.8) zawierają ce ugię cie w. Wartość ugię cia w wę złach o współrzę dnych m, n jest proporcjonalna do potencjału elektrycznego

ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA PŁYT 221 w odpowiednich wę złach siatek bloku A (potencjały w wę złach obu siatek tego bloku są sobie równe). Blok В modeluje z kolei te człony układu równań róż nicowych (1.7) (1.8), w których wystę puje funkcja naprę żń e Ф.Wartoś ci potencjałów w poszczególnych wę złach siatek bloku В okreś lają wartoś ci funkcji naprę żń e w odpowiednich wę złach płyty (tutaj również potencjały w odpowiadają cych sobie wę złach obu siatek są identyczne). Aby przedstawiony układ elektryczny okreś lał faktycznie szukane wielkoś ci mechaniczne wartoś ci poszczególnych opornoś ci muszą być równe niż ej podanym. Wartoś ci te okreś limy uż ywając opornoś ci modułowych R M i R M stanowią cych rezystancje odniesienia: R h =..., r, R b = 23 D y 1 D +vd x Л ' /23 H 1 H yy + vh xx \ 24 ^ 2D 8 D j \24 + ~2# 8 H j D RM 7, RM Л, = ^rr ; : 7~, K. \24 2D 8 D j \24 2H"~ 8 H K n _ Ъ _ RM /23 D 1 D + vd xx \' " /23 H 1 H yy +vh x л ' '(24 + 2/J Ó ~8 73 e 77^ ~ ; ^ : ^ r~, 'C E = 23 D x 1 D +vd xx Л ' 2A U) d Ó J 73 ) 8 ó) (У 4 + 277^~ 77 /23 Я \H yy +vh xx \ (24~ Ш д ~% 77 ) 8 8 ó ) (2.1) R f =,,. = r, Rr= Л > " 2(i + i д ;^Д +1^%У У 2/1 + 1 я + я^ 2 Z> 4 D I \ 2 H +^ д RM /?м, ~ г, R.= D 4 D j \ 2 H 4 H /?.= f^l» R 3 i i n 4 n i _ «n \' л > 2 Z ) 4 D J \ 2 H 4 H R k =,,.. ^ Л, 7c = / v ' 21,4 ^ 2(i 4 * ^ + ^ /> _ RM 75 RM Rl f.. «1 = 77. 2,5+ g 6 2,5 r "> f d Л Р Г ). «P= ~ 7/ ' 2,5 A, 2 > 5 ^

222 M. JANOWSKI, Н. KOPECKI 2,5 ^6 2,5 f* Rc a = Rt y = R M, Rcp =, Rfip R M, Ray = i ' (2.1) ^10 "'"."+ 1 > = ^1«(п»,я 1) = ^З у (м +1,я) = Rlx = = R\f> ( cd ) = V M ) = } ««. Rla R 4y = RMI ^ior(m, n+ 1) = ^lof(ra.n l) = Л 3у (в»+1.п) = = ^3y(m l, n) = ~^R\li Rm + 2,it+2 Rm~2,n 2 WRM, Rm+2,n+2 = R m 2.n 2 = ^ ^ M ' "m+ź,n 2 = Rm 2,n+2 = ^Mi Rm + 2,n 2 = Rm 2.n+2 ~ R\t Wartość oporów /?,, i /?, _ oraz sil elektromotorycznych Ł,, i E m _ muszą być tak dobrane, aby zapewnić zrównanie potencjałów w odpowiadają cych sobie wę złach każ dej z siatek obu bloków. Symbolami у, oznaczono potencjometry liniowe realizują ce mnoż enie przez stałe współczynniki, które odpowiednio wynoszą ~ 1 1 1 Eh Eh (2.2) <p x, <p 2 ~, У з = 6 4 д, 9Ч 15, ^ 77 Na schemacie przyję to oznaczenie wę złów w formie uproszczonej; tak np. zamiast oznaczenia: m 2, n + 2 przyję to oznaczenie: 2, +2. Aby zachować przejrzystość rysunku w siatkach obu bloków A i В nie podajemy połą czeń ze wzmacniaczami operacyjnymi należ ą cymi do są siednich wę złów. Prąd zasilają cy siatkę górną bloku A modeluje obcią ż eni e w danym wę ź, leprzy czym jego wartość jest równa ( 2 3 ) J m T 4 m n^ " " D R 'т. n r. M ' gdzie k u jest współczynnikiem przeniesienia modelowego potencjału w bloku A. Ugię cia w poszczególnych wę złach są równe (2.4) KV = %=, zaś funkcja naprę żń e wynosi

ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA PŁYT 223 gdzie U, potencjał w wę źe lm, n siatek bloku A, V m> 'potencjał w wę źe lm, n siatek bloku B, k v współczynnik przeniesienia modelowego potencjału w bloku B. Przechodząc do modelowania warunków brzegowych musimy mieć na uwadze fakt, że dla wę złów położ onych na krawę dzi płyty i w jej pobliżu układ elektryczny bę dzie inny nieco niż dla wę złów wewnę trznych. Wynika to z koniecznoś ci spełnienia przez przemieszczenia w okreś lone potencjałami U oraz funkcję naprę żń e Ф okreś loną potencjałem V, nie tylko zależ nośi c(1.7) i (1.8), ale także odpowiednich warunków brzegowych np. (1.12), (1.14), (1.16), (1.18). Zasada okreś lania wartoś ci oporów w wę złach brzegowych z uwzglę dnieniem mię dzy innymi załamań konturu przedstawiona jest szczegółowo dla płyt o stałej sztywnoś ci geometrycznie i fizycznie liniowych w pracy [6]. Moż na ją uogólnić na rozważ aną przez nas płytę geometrycznie nieliniową 1}. 3. Model układu elektrycznego dla płyty geometrycznie liniowej W szczególnym przypadku, gdy rozważ ania teoretyczne ograniczymy do problemu geometrycznie liniowego, przedstawiony schemat elektryczny upraszcza się w sposób zasadniczy. Ze wzglę du na to, że układ podstawowych równań róż niczkowych, a zatem i róż nicowych redukuje się do jednego równania liniowego, w schemacie elektrycznym nie pojawią się wzmacniacze operacyjne oraz cały blok В modelują ce człony nieliniowe. 1 i a t i Rys. 5 Dla ilustracji przedstawimy przykład modelowania płyty prostoką tnej o sztywnoś ci liniowo zmiennej w kierunku równoległym do jednego z jej boków, obcią ż one j proporcjonalnie do sztywnoś ci i przegubowo podpartej na brzegach (rys. 5). 1 1 Traktując model analogowy warunków brzegowych jako przypadek szczególny ogólnego schematu elektrycznego, ograniczamy się tutaj jedynie do omówienia sposobu podejś cia do modelowania warunków brzegowych dla płyt geometrycznie nieliniowych.

224 M, JANOWSKI, Н. KOPECKI Ograniczając się jedynie do małych ugięć takiej płyty moż emy układ równań (1.1), (1.2) sprowadzić do postaci (3.1) {D 0 + D,j)^W + 2D.Ą y T w = q 0 [\ + ^.v). Przy czym oznaczono: D = D 0 [\ + j^~y\ sztywność gię tna płyty, q = q 0^[ + jy yj obcią ż eni e zewnę trzne, normalne do elementu płyty. (3.2) 20w, przy czym D m oznacza tu sztywność gię tną płyty w wę złach wiersza m. Układ połą czeń elektrycznych dla jednego wę zła wewnę trznego utworzony jest przez dwie siatki (rys. 6).

ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA PŁYT 225 Warunki brzegowe, które dla podanego przykładu opisane są zależ noś ciami (1.13) i (1.14), modelują się przez układ połą czeń przedstawiony na rys. 7. Wartoś ci oporów spełniać muszą teraz nastę pująe c zwią zki: 4 2 + D tó\ ' К = 4 2 Rh D RA = R. R\ (3.3) R F = R E Rb 2 + D*ó D, Rj = R k 2 D 6 ~D7 R, = 1 + 1 Rh 7?. = л R» Opór 7? m> oraz siła elektromotoryczna E m> zapewniają równość potencjałów w odpowiadają cych sobie wę złach obu siatek. Wykorzystując wyż ej przytoczone rozważ ania zbudo Rys. 8 wano na analizatorze polowym układ elektryczny (rys. 8), modelują cy płytę kwadratową dla nastę pują cyc h danych liczbowych: a = 0,9 m długość boku płyty, h 0 0,01 m grubość płyty na krawę dzi у = 0, q 0 = 0,25 MN/m 2 obcią ż eni e zewnę trzne na krawę dzi у = 0, ^ Do = 42 ' ' E = 2 10 5 MN/m 2 moduł spr. podł. mat. płyty, v = 0,3 liczba Poissona mat. płyty, (5 = 0,1 m krok siatki. Sztywność D 0 na krawę dzi у = 0 wynosi D 0 = 12f_* y aj = > 0 1 8 3 MN/m. 3 Mechanika Teoretyczna

i u Przewodność oporników Prąd Wartoś ci potencjałów w poszczególnych wę złach kolumna n" [226] Wiersz,,m" с о 9270 11820 16950 19520 22050 24600 27160 с о 6730 9270 1 1 о л 14370 16950 19520 22050 24600 lali " к с о 8000 10560 1 jlzu 15680 18240 20800 23360 25920 i <4 I 1 s ~ к с о 2320 2960 4240 4880 5510 6150 6770 I с о 1680 2320 т о лп 3590 4240 4880 5510 6150 - в? с о 1320 1640 1У ои 2240 2600 2920 3240 3560 с о 680 1000 1 З О Л 1640 1960 2280 2600 2920 *! с л 1000 1320 1640 1960 2280 2600 2920 3240 zasil. E < с 1,50 1,98 2,46 2,94 3,42 3,90 4,38 4,68 > Г Ч > 0,483 0,768 0,791 1,150 0,823 1,262 0,867 1,315 0,805 1,247 0,702 1,070 0,529 0,856 0,353 0,473 > > 0,902 0,975 1,383 1,438 1,523 1,698 1,628 1,854 1,530 1,758 1,320 1,404 1,972 1,112 0,581 0,640 > 0,976 1,440 1,700 1,856 1,757 1,404 1,110 0,638 4D > 0,905 1,385 1,528 1,630 1,249 1,318 0,972 0,586 t J > 0,769 1,150 1,264 1,317 1,250 1,064 0,858 0,470 co > 0,483 0,792 0,830 0,870 0,809 0,704 0,528 0,352

ELEKTRYCZNY UKŁAD ANALOGOWY DLA PŁYT 227 Wartoś ci rezystorów (okreś lone przez przewodnoś ci), prą dów zasilają cych oraz potencjały (odniesione do masy) w poszczególnych wę złach podane są w tablicy 1. Obliczony dla naszego przykładu współczynnik przeniesienia modelowego (2.3) wynosi k u = 1100 V/m. mw* W 1.5 0.5 0 0.1 OZ 03 0Й 05 0.6 0.7 0.8 0.9 m Rys. 9 Ugię cie płyty w m> (2.4) wzdłuż prostej x = a/2 przedstawiono na rys. 9. 4. Wnioski W pracy wykazano skuteczność metody elektrycznego modelowania analogowego w rozwią zywaniu zagadnień duż ych ugięć płyt cienkich. Przedstawiony sposób rozwią zania pozwala na szybką identyfikację pola naprę żń e oraz przemieszczeń dla płyt o dowolnej geometrii (np. płyty z otworami, zmniennej gruboś ci itp.). Porównanie iloś ciowych i jakoś ciowych rezultatów otrzymanych w rozwią zanym przykładzie z'wynikami rozwią zań analitycznych [7] potwierdza zalety przyję tej metody w zastosowaniu do podobnych problemów. Praktyczna realizacja układu elektrycznego dla zagadnienia nieliniowego bę dzie celem dalszych prac. Literatura cytowana w tekś cie 1. A. LISOWSKI, Technika analogii elektrycznych w budownictwie, Arkady, Warszawa 1969. 2. М а т е м а т и ч е с мк о д е л и р о в е а ни и э л е к т р и ч ее с кц ие п и, И з д. А Н У С С Р, К и ев 1964. 3. Y. FUNG, W. WITTRICK, The anticlassic curvature of a strip, Jour. Appl. Mech., 4 (1954). 4. А. С. В О Л Ь М И, ГР и б к и еп л а с т и н к и о б о л о ч к и Г, о с т е х и з, д ам т о с к а в 1956. 5. М. С. К О Р Н И Ш И, Н е л и н е й н ы з еа д а ч и т е о р и ип л а с т и ни п о л о г и хо б о л о ч е ки м е т о д ы и х р е ш е н и я, Н а у к, а М о с к а в 1964. 6. Г. Е. П У Х О, В В. В. В л с и л ь, е А в. Е. С Т Е П А Н, О О В. Н. Т О К А Р Е, В АЭ л е к т р и ч е с к о ем о д е л и р о в а н и е з а д а ч с т р о и т е л ь н мо ей х а н и к и И, з д. А Н У С С Р, К и ев 1963. 7. S. TlMOSHENKO, S. WOINOWSKY KRIEGER, Teoria płyt i powłok. Arkady, 1962.

228 M. JANOWSKI, Н. KOPECKI Р е з ю ме Э Л Е К Т Р И Ч Е СЯ К АА Н А Л О Г О Я В АМ О Д Е ЛЬ Д Л Я Г Е О М Е Т Р И Ч Е СХ К И Н Е Л И Н Е Й НХ Ы П Л А С Т И НК О П Р О И З В О Л Ь НО О КГ О Н Т У А Р В р а б ое т р а с с м а т р и в ая юз ат дс а и ч г е о м к о н т у, р ад ля к о т о р х ы д а но р е ш С е н, и ое с н о в а н н о е т р и чи е нс ек л и н е й х н ты о н к х и п л а с т и к н оп р о и з в о л ьо н о г е н а э л е к т р и ч ем с км о о д е л и р о в а. н и и и с т еа м р а з р е ш а ю х щ уи р а в н е й н ип р е д с т а в а л ев н к о н е ч н о р а з н ом с тв ни оде и р а з р а б о та а н д ля н ее э л е к т р и ч ея с мк ао д е л. ьк ак ч а с т н й ы с л у ч а, йп р е д с т а в а л ес ни с т еа м у р а в н е й н и с о о т в е т с т в у ю щя ае й э л е к т р и ч ея с ск ха е ма д ля л и н е й нй оз а д а ч. ид ля т а к оо г с л у ч я а п о с т р о а е на н а л о г оя в а э л е к т р и ч ея с мк ао д е л, ьп ри у ч е е т л и н е йо н и з м е ц я ю щ и я е жй се с т к о и с ти л и н е йо н п е р е м г р у зи к (н о р м «Р». а л ье н доа в л е н и. е Р ) е ш н е ч и с л е н нй ып р и м е нй н но а р е н а п о л е вм о а н а л о г ом в ао н а л и з а те от ри па Summary THE ELECTRIC ANALOG SYSTEM FOR GEOMETRICALLY NONLINEAR ARBITRARY CONTOUR PLATES OF In the paper is considered a problem of geometrically nonlinear thin plates of arbitrary contour line. The problem is solved by the electric model method by using the system of difference equations. A particular case is considered as this system and the appropriate electric diagram is applied to the geometrically linear problem. The electric analog is prepared for this case by assuming linearly variables force (normal pressure) and rigidity. The numerical example is solved by the field analyzer of the type «R». The results of the analysis are discussed. INSTYTUT LOTNICTWA POLITECHNIKA RZESZOWSKA Praca została złoż ona w Redakcji dnia 16 kwietnia 1975 r.