Диссертация (786252), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Граничные услоия (1.19) (вторая группа): 2u r, z, Q r, Gurz r, z, 2 P r, (1 0 )Guzz r, z, 0Gu2 r, z, , 2w r, z, Q r, Gwrz r, 2 P r, (1 0 )Gwzz r, z, 0Gw 2 r, z, , 2U r, z, Q r, GUrz r, z, 2 P r, (1 0 )GUzz r, z, 0GU 2 r, z, , 2W r, z, Q r, GWrz r, z, 2 P r, (1 0 )GWzz r, z, 0GW 2 r, z, ;26(1.30) zz r, z, Q r, Gzzrz r, z, 22 2 P r, (1 0 )Gzzzzr, z, 0Gzz r, z, , rz r, z, Q r, Grzrz r, z, 2(1.31) 2 P r, (1 0 )Grzzz r, z, 0Grz 2 r, z, , r, z, Q r, G rz r, z, 2 P r, (1 0 )G zz r, z, 0G r, z, .22Здесьа) функции 2 22 2 2 2Gurz u, Gwrz w, GUrz U , GWzz W , Gzzrz zz , Grzrz rz , G 2rz (1.32)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (первая подгруппа) rzz 0 x, y , , zzz 0 z 0 0 ;(1.33)б) функции Guzz u, Gwzz w, GUzz U , GWzz W , Gzzzz zz , Grzzz rz , G zz (1.34)2222222- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (вторая подгруппа)rzz 0 0, zzz 0 x, y , , z 0 0 ;(1.35)в) функции2Gu2 u, Gw 2 w, GU 2 U , GW 2 W , Gzz 2 zz , Grz 2 rz , G(1.36)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (третья подгруппа)27 rzz 0 0, zzz 0 0, z 0 x, y, .(1.37)3.
Граничные условия (1.20) (третья группа)3u r , z , Q r , Gurz r , z, 3 w0 r , Guw3 r , z , GuW r , z, , 3w r , z, Q r , Gwrz r , z, 3 3 w0 r , Gww r , z, GwW r , z, , 3U r , z , Q r , GUrz r , z, (1.38)3 3 w0 r , GUw r , z , GUW r , z, , 3W r , z , Q r , GWrz r , z, 3 3 w0 r , GWw r , z, GWW r , z, ; 3 zz r , z, Q r , Gzzrz r , z, 3 3 w0 r , Gzzw r , z, GzzW r , z, , 3rz r , z, Q r , Grzrz r , z, 33 w0 r , Grzw r, z, GrzW r , z, ,(1.39) r , z, Q r , G3rz r , z , w0 r , G3w r , z , G3W r , z , .Здесьа) функции 3 3 3 3 3 3Gurz u, Gwrz w, GUrz U , GWrz W , Gzzrz zz , Grzrz rz , G3rz (1.40)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (первая подгруппа)28w z 0 Wz 0 0, rzz 0 x, y , ;(1.41)б) функции 3 3 3 3 3 3Guw u, Gww w, GUw U , GWw W , Gzzw zz , Grzw rz , G 3w (1.42)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (вторая подгруппа)w z 0 x , y , , Wz 0 0, rzz 00;(1.43)в) функции3 3 33 3 3GuW u , GwW w, GUW U , GWW W , GzzW zz , GrzW rz , G 3W (1.44)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (третья подгруппа)w z 0 0, Wz 0 x, y, , rzz 00.(1.45)4.
Граничные условия (1.21) (четвертая группа)u r , z , u0 r , Guu 4 r , z , 4 P r , (1 )Guzz r , z, Gu4 r , z, , 4w r , z , u0 r , Gwu r , z, 4 P r , (1 )Gwzz r , z, Gw 4 r , z, ,U r , z , u0 r , GUu 4 r , z , 4 P r , (1 )GUzz r , z, GU 4 r , z, , 4W r , z , u0 r , GWu r , z , 4 P r , (1 )GWzz r , z, GW 4 r , z, ;29(1.46) 4 zz r , z, u0 r , Gzzu r, z, 4 P r , (1 )Gzzzz r, z, Gzz4 r , z, ,4rz r , z , u0 r , Grzu r , z, 4 P r , (1 )Grzzz r, z, Grz 4 r, z, , r , z, u0 r , G 4u r , z , (1.47)4 P r , (1 )G 4zz r , z, G r, z, .а) функции44 44Guu 4 u, Gwu w, GUu 4 U , GWu W , Gzzu zz , Grzu rz , G 4u (1.48)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (первая подгруппа)u z 0 x, y , , zzz 0 0, z 0 0 ;(1.49)б) функции 4 4 4 44 4Guzz u , Gwzz w, GUzz U , GWzz W , Gzzzz zz , Grzzz rz , G 4zz (1.50)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (вторая подгруппа)u z 0 0, zzz 0 x, y , , z 0 0 ;(1.51)в) функции 4Gu4 u , Gw 4 w, GU 4 U , GW 4 W , Gzz 4 zz , Grz 4 rz , G (1.52)- решения уравнений (1.11) с начальными условиями (1.13) и следующимиграничными условиями (третья подгруппа)u z 0 0, zzz 0 0, z 0 x, y , .30(1.53)Здесь и далее x, y , - дельта-функция Дирака [12].31Глава 2Полупространство под действием кинематических возмущений(граничные условия первой группы)2.1 Изображения перемещений и напряженийК уравнениям (1.7) и отношениям (1.8), (1.9), (1.12), (1.13) применяемпреобразования Лапласа по времени и Ханкеля (порядка 0 для функцийk , w , W , e , , zz , и порядка 1 для , u , U , rz ) по радиусу r(индексы « L » и « H » указывают на соответствующие изображения; вслучаях, не допускающих двоякого толкования, порядок преобразованияХанкеля не указывается; s и q - параметры этих преобразований) [12]: 2lHL 2 HL222HL kl q , s l 0 l 1,2 , k32 q 2 , s 2 HL 0,22zz(2.1)2jk j q, s q s j 1,2,3 , Re 0;uUHLHL q HL1 HL ,zHL2wHL 1HL 2HL z q HL , 11HL 21HL HLHL q 3,W 3q HL , (2.2)zzw HL HLW HLe HL qu HL , qU HL ;zz HLzz 2HL1 1HL2 1wHLu HL 1e HL 2 HL , rzHL qwHL ,zz HL 2e HL 3 HL ;Ограниченные решения уравнений (2.1) имеют вид:32(2.3)lHL q, s Cl El (q, z , s ) l 1, 2 , HL q, s C3 E3 ( q, z , s ),E j (q, z , s ) e k j ( q2 ,s2 ) z(2.4)( j 1, 2,3),где C1 , C2 и C3 - постоянные интегрирования.Подстановка этих равенств в (2.2) и (2.3) приводит к следующимформулам для изображений перемещений и напряжений:2uHL q, s, z q Сl El (q, z, s) C3k3 (q 2 , s 2 ) E3 (q, z, s),l 12w HL q, s, z Сl kl (q 2 , s 2 )El (q, z , s ) qС3 E3 (q, z , s ),l 1(2.5)2UHL q, s, z q j С j El (q, z, s) 3C3k3 (q22, s ) E3 (q, z, s ),l 12W HL q, s, z l Сl kl (q 2 , s 2 ) El (q, z , s) 3 qС3 E3 (q, z , s);l 12HLzz (q, z , s ) Сl l (q 2 , s 2 ) El ( q, z , s ) 2qС3k3 (q 2 , s 2 ) E3 (q, z , s ),l 12HLrz (q, z , s ) 2q Сl kl (q 2 , s 2 ) El (q, z , s ) С3 3 (q 2 , s 2 ) E3 (q, z , s ),(2.6)l 12 HL (q, z , s ) s 2 Сl 23l l2 El ( q, z , s ),l 1гдеl ( q, s ) 2q 2 12 l l2 s , 3 ( q, s ) 2q 32 s,12 l 1 l 2 , 23l 2 l 3 ,33(2.7)2.2.
Изображения функций влияния первой подгруппыК граничным условиям (1.25) применяем указанные в п. 2.1преобразования [12]:u HL z 0 1, wHL2HLW 0.z 0z 0(2.8)Постановка в (2.8) соотношений (2.5) приводит к следующей системелинейныхалгебраическихуравненийотносительнопостоянныхинтегрирования [26]:A1C 1b1 ,2(2.9)гдеqq k3 ( q 2 , s 2 ) С1 1 0 .A1 k1 ( q 2 , s 2 )Cbk2 (q 2 , s 2 )q,С,21 0 k (q 2 , s 2 ) k (q 2 , s 2 )3 q 2 2 С3 1 1Её решение записывается так:qk2 (q 2 , s 2 )qk1 ( q 2 , s 2 )С1 23, С2 31,2R(q 2 , s 2 )2R(q 2 , s 2 )k1 (q 2 , s 2 )k2 (q 2 , s 2 )С3 21,2R(q 2 , s 2 )(2.10)гдеR(q, s ) q 1 3 k1 ( q, s ) 3 2 k2 (q, s) 2 1 k1 (q, s) k2 (q, s) k3 (q, s).34(2.11)Учитывая эти равенства, из (2.5) и (2.6) с учетом обозначений (1.24)находим изображения соответствующих функций влияния:3(1) HLuuGuHL u HL(q, s ) E j (q, z, s ),jj 13(1) HLGwu wHL wlHL ( q, s) E j (q, z , s),l 13GUu(1) HL U HL U jHL (q, s) E j ( q, z , s),(2.12)j 13(1) HLWuGWHL W jHL (q, s) E j ( q, z , s );j 13(1) HLHLGzzu HLzz zzj ( q , s ) E j ( q, z , s ),j 1(1) HLrzuGHLrz3HL rzj(q, s ) E j (q, z , s ),j 1(2.13)3G(1)u HL HL HLj ( q, s ) E j ( q , z , s ).j 1ЗдесьuHLll (1) (3 l )3q 2 k(3 l ) (q 2 , s 2 )2R( q 2 , s 2 ),HL3k1 ( q 2 , s 2 ) k2 ( q 2 , s 2 ) k3 ( q 2 , s 2 ) 21,2R (q 2 , s 2 )HLlqk3 l ( q 2 , s 2 ) kl ( q 2 , s 2 ) ( 1) (3 l )3,2R( q 2 , s 2 )uwlHL3wqk1 ( q 2 , s 2 ) k2 ( q 2 , s 2 ) 21,2R( q 2 , s 2 )U HL(q, s) j u HL(q, s ), W jHL ( q, s ) j w HL( q, s );jjj35(2.14) HL ( 1)3l (3l )3zzlqk1 (q 2 , s 2 )k2 (q 2 , s 2 )k3 (q 2 , s 2 ) 21,R(q 2 , s 2 )HLzz 3HLrzlqk3l (q 2 , s 2 ) l (q 2 , s 2 ),2R(q 2 , s 2 )q 2 k(3l ) (q 2 , s 2 )kl (q 2 , s 2 ) (1) (3l )3,R(q 2 , s 2 )3 l2 rzHL3 21HLl2222(2.15)2k1 (q , s )k2 (q , s ) 3 (q , s ),2R(q 2 , s 2 )3 l2l (1) 23l (3l )3qs 2 k(3l ) (q 2 , s 2 )2R(q 2 , s 2 )(i, j 1, 2,3)ij i j.2.3.
Изображения функций влияния второй подгруппыВ этой случае изображения соответствующих граничных условий(1.27) записываются так:w HLz 01, u HL2z0 W HLz 0 0.(2.16)Постановка сюда соотношений (2.5) приводит к аналогичной (2.9)системе линейных алгебраических уравнений [23]:01A1C b 2 , b 2 1 .20 Находя ее решение36(2.17)3 q 2 2 k 2 ( q 2 , s 2 ) k 3 ( q 2 , s 2 )C1 ,2R ( q 2 , s 2 )3q 2 1k1 (q 2 , s 2 )k3 (q 2 , s 2 )C2 ,2R ( q 2 , s 2 )1k1 ( q 2 , s 2 ) 2 k2 ( q 2 , s 2 ),C3 q2R ( q 2 , s 2 )(2.18)из (2.5) и (2.6) с учетом обозначений (1.26) получаем изображения функцийвлияния для этого типа граничных условий, которые имеют аналогичную(2.12), (2.13) структуру:(1) HLuwGuHL3 u HLj ( q , s ) E j ( q , z , s ),j 13(1) HL wHL wHLGww(q, s) E j (q, z, s ),jj 13(1) HLUwGUHL U jHL ( q, s) E j ( q, z, s ),(2.19)j 13(1) HLWwGWHL W jHL ( q, s) E j ( q, z , s );j 1(1) HLzzwGHLzz3 HL(q, s ) E j (q, z , s ),zzjj 13(1) HLHLGrzw rzHL rzj(q, s ) E j (q, z , s ),j 1(2.20)3(1) HLwGHL HL(q, s ) E j (q, z , s ).jj 1При этом коэффициенты перед экспонентами отличаются от указанныхв (2.14), (2.15) и имеют вид:37u3 q 3 q3l k3l ( q 2 , s 2 ) k3 (q 2 , s 2 ) (1),2R( q 2 , s 2 )HLlulHL31k1 (q 2 , s 2 ) 2 k2 (q 2 , s 2 )k3 ( q 2 , s 2 )q,2R(q 2 , s 2 ) 3 q 2 3 l k 3 l ( q 2 , s 2 ) k 3 ( q 2 , s 2 )w (1) kl (q , s ),2R (q 2 , s 2 )HLll22(2.21)1k1 (q 2 , s 2 ) 2 k2 (q 2 , s 2 ),w q2R (q 2 , s 2 )HL32HLU HL ju HL j wHLjj , Wjj ;HLzzl3 q 2 3 l k3 l ( q 2 , s 2 )k3 (q 2 , s 2 ), (1) l (q , s )2R (q 2 , s 2 )3 lHLrzlHLzz 321k1 (q 2 , s 2 ) 2 k2 (q 2 , s 2 ) q k3 ( q , s ),R(q 2 , s 2 )2223 q 2 3 l k3 l (q 2 , s 2 ) k3 (q 2 , s 2 ), ( 1) qkl (q , s )R (q 2 , s 2 )3l2HLlHLrz 322(2.22)1k1 (q 2 , s 2 ) 2 k2 (q 2 , s 2 ), 3 ( q , s )2R (q 2 , s 2 )223 q 2 3 l k3 l (q 2 , s 2 )k3 (q 2 , s 2 ) (1) 23l s.2R(q 2 , s 2 )l2l22.4.