* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
Общие теоремы. Вариационные
методы решения
31
только действительные перемещения сообщают минимум потенциаль ной энергии системы П =
j W dV
—
j (Хи + К с + Zw)
dV~
— f (X u
n
+ Y v + Z w) dS = m i n .
n n
(23)
Кинематически возможные перемещения непрерывны и удовлетво ряют заданным граничным геометрическим условиям. Здесь имеет место абсолютный минимум. Это вариационное уравнение эквивалентно дифференциальным уравнениям равновесия [(12) гл. 1] и условиям равновесия (19) на по верхности тела. Это уравнение является следствием начала возможных перемещений. Принцип Кастнльяно (принцип минимума дли напряжений). Из всех систем напряжений, находящихся в равновесии с заданными объемными и поверхностными силами, только действительная система напряжений сообщает минимум дополнительной работе W dV — |& (Х и v s
п u
+ Yv +
n
Z w) dS = m i n ,
n
(24)
Поверхностный интеграл берут по той части поверхности, на которой заданы перемещения. Если рассматривают первую основную задачу (S = 0) или на S смещения равны нулю (опоры), то реализуется ми нимум потенциальной энергии тела
u u
? =
f V dV=
min.
(25)
Вариационное уравнение Кастнльяно эквивалентно условиям сплош ности. Теорема Кастнльяно. Если на тело действуют обобщенные сосре доточенные нагрузки Qi (i = I , 2, 3, - < . ) , а на S смещения равны нулю (опоры), то
u
dQi^ &
4i
{
Щ
где qi—обобщенные перемещения, Принцип Гамильтона. Пусть упругое тело находится в состоянии движения; его действительное движение характеризуется перемеще ниями и, v, w. Сравнивая это поле перемещений с близким кинемати чески возможным полем и + б « , v + 6v w — 6w таким, что бы = bv = — &w = 0 для заданных моментов времени / и l , можно показать,
t
0
i
&i _ что для действительного движения интеграл J (Т — Л -г tf } dt при* к, ннмает экстремальное значение, т. е.
7
б j
( Г — А + W) dt ^ О,
(27)