45
7. Осцилације еластичних тела У претходним излагањима разматране су осцилације механичких система са коначним бројем степена слободе, при чему су тела, чија се маса не може занемарити, сматрана идеално крутим. Оваква идеализација има смисла уколико се занемаривањем деформација тих тела добијају резултати који задовољавају практичне потребе. Међутим, уколико деформације тела имају битног утицаја, или саме представљају предмет разматрања, оне се не могу занемарити. У том случају, модел тела је чврсто тело, које се деформише под утицајем спољашњих сила.Услед деформабилности таква тела имају бесконачан број степена слободе и њихово понашање не може бити описано обичним диференцијалним једначинама. Системи таквих тела припадају тзв. системима са расподељеним параметрима. У случајевима, који ће овде бити разматрани, систем тела представља систем са расподељеном масом. Поред тога, разматраће се понашање оних тела која могу да се, са довољном тачношћу, сматрају хомогеним и идеално еластичним. Силе отпора и принуде неће се узимати у обзир. У том смислу, овакви системи су конзервативни. Такође, проучаваће се само тела константног попречног пресека, на чије делиће се дејство спољашњих (запреминских) сила, као што су нпр. силе теже, може занемарити. 7.1 Попречне осцилације затегнуте жице Жице, ужад, струне, влакна и сл. представљају тела чије су попречне димензије знатно мање у односу на њихову дужину и која пружају отпор само затезању. Услед тога, смичући напони у попречном пресеку практично не постоје, тако да су доминантни нормални напони који се јављају као последица затезања жице.Према томе осцилације жице јављају се једино ако се она налази у затегнутом стању. Попречне осцилације жице представљају померање пресека жице управно на њен правац у равнотежном стању, при чему су та померања мала у поређењу са дужином жице. Поред тога, пошто не постоји компонента померања пресека у правцу осе жице, нормални напони у сваком пресеку имају исти интензитет, односно одговарајуће силе затезања у сваком пресеку имају исти интензитет. Нека је у стању равнотеже жица затегнута између тачака A i B tako da u svakom preseku postoji normalni napon σ σ = z . Ако се, за проучавање попречних осцилација, издвоји произвољни делић жице елементарне дужине и масе (сл.7.1), тада је његов положај одређен померањем . dz dm y Слика 7.1

Oscilacije Elasticnih Tela

Embed Size (px)

DESCRIPTION

mehanika

Citation preview

  • 7.

    , , , . . , , , . , , . . . . , , . , , , . . , . , , () , . , . 7.1

    , , , . . , , . . , . , , , . A i B tako da u svakom preseku postoji normalni napon =z . , , (.7.1), .

    dz dmy

    7.1

  • F

    r F r

    zd+= . ( ) , , . , :

    zy

    ) (7.1.1) ,( tzyy = . dm F

    r F r ( )FFF == rr :

    FFdmarrr +=

    Oy :

    sin)sin(22

    FdFdmty

    z += . (7.1.2)

    zd , : dz dz

    zdda z )(sin)(sinsin)sin(

    ==+ . ,

    y , :

    zy= tgsin , dz

    zydz 2

    2)(sin

    = . :

    AFAdzdVdm === , , : , A , , (7.1.1) :

    ==

    2

    2

    22

    2

    2 0 c

    zyc

    ty , (7.1.3)

    . , .

    c

    (7.1.3) .

  • (7.1.1) , . (7.1.3) : ) , (7.1.4) ()( tTzZy = :

    TZdt

    TdZtyTZT

    dzZd

    zy &&==

    ==

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    2 , .

    (7.1.3) : 0 (7.1.5) 2 = TZcTZ &&, :

    hTc

    TZZ == 2

    &&, (7.1.6)

    , ,

    h

    z t . (7.1.5) : (7.1.7) .0 ,0 2 == ThcThZZ && , : h

    (7.1.8)

    ).sin()cos( : 0 3)

    ),sinh()cosh( : 0 2)

    , : 0 1)

    2

    2

    kzDkzCZkh

    kzDkzCZkh

    DCzZh

    +==

    +==

    (7.1.4) ) , : , 0( lzz == 0)( 0),( ,0)0( 0),0( ==== lZtlyZty . (7.1.9) (7.1.8) 3) , (7.1.7) :

    h

    (7.1.10) ),( 0 ,0 22222 ckTTZkZ ==+=+ && : ) (7.1.11) sin()cos( kzDkzCZ += )sin()cos( tBtAT += . (7.1.12) (7.1.11) (7.1.9), : (7.1.13) ,0 0)0( == CZ , )0( D , :

  • ,0)sin( =kl (7.1.14) :

    l

    nkn= ),,2,1( = Kn . (7.1.15)

    , (7.1.11) (17.1.2), :

    n

    (7.1.16) )sin( zkDZ nnn =

    ==+=

    lcncktBtAT nnnnnn

    n )sin()cos( , (7.1.17) , (7.1.4), [ )sin()sin()cos( zktBtAy nnnnnn ] += , (7.1.18) : nnnnnn DBDAA == B , . (7.1.3) (7.1.18), . :

    , (7.1.19) [ )sin()sin()cos(1

    zktBtAy nn

    nnnn

    =+= ]

    :

    ) , (7.1.20) cos()sin(1

    nnnn

    n tzkRy =

    = :

    n

    nnnn A

    BBAR =+= arctg , n22 . (7.1.21)

    nn BA , (7.1.19) , nnR , (7.1.20), . ) n- (.7.2) .

    sin( zkR nn

    . )0( 0 =t , : )( ),()0,( ,0

    00 zt

    yzfzytt

    =

    ==

    =, (7.1.22)

    (20) :

    )(sin ,)(sin11

    zzl

    nBzfzl

    nAn

    nnn

    n =

    =

    =

    = . (7.1.23)

    nnA B , :

  • ==

    l

    nmnm

    ldzz

    lmz

    ln

    0 21 0

    sinsin ),...,2,1,( =nm . (7.1.24)

    (7.1.23)

    zl

    msin [ ]l,0 , (7.1.24), :

    =

    = l lnn dzzlnz

    cndzz

    lnzf

    lA

    0 0sin)(2B ,sin)(2

    . (7.1.25) (7.1.19) (7.1.20) . . , n , . 7.2 .

    7.2

    7.1.1 : b, , , . 7.3. .

  • 7.3

    : , , :

    .0)()0,(

    2),(

    501

    20,

    50)()0,( ==

    == zzy

    bzbzb

    bzz

    zfzy & (1)

    (7.1.10) :

    bnc

    bn

    n == . (2) :

    0,2

    sin25

    2sin50

    2sin50

    2

    2/22

    2/

    0==+= n

    b

    b

    b

    n Bn

    nbdz

    bznzb

    bdz

    bznz

    bA

    , (3) :

    =

    =1

    22 cossin2sin1

    252),(

    nt

    bn

    bznn

    nbtzy

    . (4)

    7.1.2 l :

    lzvzzy

    lzyzfzy 5sin)()0,(,2sin)()0,( 00 ==== & . (1)

    , A F . : (7.1.24) :

    ====

    ===

    5,0

    5,5sin5sin2

    2,02,

    sin2sin2

    0

    5

    0

    00

    0

    00

    n

    nFAlvv

    dzlzn

    lzv

    lB

    nny

    dzlzn

    lzy

    lA

    l

    nn

    l

    n

    (2)

    :

  • tA

    Fll

    zFAlvt

    AF

    llzytzy

    5sin5sin5

    2cos2sin),( 00 += , (3) , , . 7.2 ()

    ( ) , . . , :

    l

    ) , , . , ) , ) , , . , , :

    Oz

    z w

    . (7.2.1) lztzww = 0 ),( z z :

    zw

    z = ,

    zwEE zz == , (7.2.2)

    E . (7.2.1) , . , (.7.4). dz dm

    7.4 F

    r F

    r

  • .

    ktwa

    rr2

    2

    = Oz , , :

    FFdma

    rrr += . (7.2.3) :

    )( d22

    FFFFddmtw

    zz == , (7.2.4)

    , , :

    Fdzz

    dzzwAEdz

    zAEdz

    zAdz

    zFFdAdzdm zzz 2

    2 ,

    ==

    === , (7.2.5)

    : , . (7.2.4) :

    A

    Ec

    zwc

    tw ==

    2

    2

    22

    2

    2 , 0 (7.2.6)

    . . .

    c

    (7.2.6) (7.1.3) , . , , ) , 7.2.7) ()( tTzZw = , (7.2.6), :

    ===+=+

    EkckTTZkZ 222222 0 ,0 && , (7.2.8)

    : )sin()cos( ),sin()cos( tBtATkzDkzCZ +=+= . (7.2.9) (7.2.9), (7.2.7).

    k

    ( )

  • . , , , . . 1. . .7.5 , .

    7.5 : ,0),( ,0),0( == tlwtw (7.2.10) , (7.2.7) (7.2.9) : .0)sin(0)( ,00)0( ==== klDlZCZ (7.2.11) 0D , (7.2.11) :

    ),,2,1( 0)sin( === Knl

    nkkl n . (7.2.13)

    , . , :

    ,sincos ,sin

    +

    =

    = ctl

    nBctl

    nATzl

    nDZ nnnnn (7.2.14)

    +

    = =

    zl

    nctl

    nBctl

    nAwn

    nn sinsincos

    1, (7.2.15)

    : nnnnnn DBDAA == B , . 2. . (.7.6) .

    7.6 , , , , , :

  • ,0 ,00

    =

    =

    == lzz zw

    zw (7.2.16)

    , (7.2.7) (7.2.9) : 0)sin(0)( ,00)0( ==== klClZDZ . (7.2.17) )0( C :

    ),,2,1( 0)sin( === Knl

    nkkl n . (7.2.18)

    (7.2.9):

    +

    =

    = ctl

    nBctl

    nATzl

    nCZ nnnnn sincos ,cos , (7.2.19)

    :

    =

    +

    =1

    cossincosn

    nn zlnct

    lnBct

    lnAw . (7.2.20)

    3. . .7.7 .

    7.7 :

    ,0 ,0),0( =

    =

    =lzzwtw (7.2.21)

    : ,0)cos(0)( ,00)0( ==== klDlZCZ (7.2.22) :

    ),,2,1( 2

    )12( 0)cos( ,0 === Knl

    nkklD n , (7.2.23)

    :

    =

    +

    =1 2

    )12(sin2

    )12(sin2

    )12(cosn

    nn zlnct

    lnBct

    lnAw .(7.2.24)

  • 4. . A (.7.8) , , .

    1m

    7.8

    A , (7.2.7) (7.2.8),

    )()()()( 222

    tTlZtTlZtwa

    lzA ==

    =

    =&& , (7.2.25)

    , , A: (7.2.26) ).()(211 tTlZmamF A == , , , , , , , :

    ).()(),( 211 lZmlZAEamzwAEFtlA A

    lzz ==

    =

    = (7.2.27)

    , , (7.2.9) (7.2.27), , (7.2.28) )sin()cos( ,0 ,0 21 klkcmklAEDC ==, : AlmEc == ,

    2 , :

    klmmkl 1)(ctg = . (7.2.29)

    xy ctg= xmmy 1= . ),,2,1( = Knxn

    , lxk nn =

    .

  • 7.9

    .7.9 ,

    , : n

    ),5,4 ( K=n

    lnkn

    )1( . (7.2.30) 5. . (.7.10) , , , , .

    n

    7.10

    (7.2.6),

    ),,,2,1( 022

    22

    2ni

    zwc

    tw

    i

    ii

    i K==

    (7.2.31) , .7.10 . , n2

  • ) ,0( 1 nn lzz == , , 22 n . , :

    ),1,,2,1( ),0(),( ),,0(),( 11 === ++ nitFtlFtwtlw iiiiii K (7.2.32) :

    ),0()( ),0()( 1111 ++++ == iiiiiiiiii ZAElZAEZlZ )1,,2,1( = ni K (7.2.33) , , , , : 11 ++= iiii kckc . (7.2.34) 7.2.1: c l . A ( E).

    Slika 7.11

    : . 7.2 , , (7.2.24):

    ( ) ( )[ ] ( )l

    nkEczkctkBctkAw nn

    nnnnn 2)12(,,sinsincos

    1

    ==+==

    . (1)

    :

    ,0)0,()( == zwz & (2) :

    .0=nB (3) , :

    ,1000

    lclcF == (4)

  • :

    ,100

    )0,( lczzwEA =

    (5) :

    ),0,0(100

    )0,( wzEAlczw += (6)

    , (): .0)0,0( =w (7)

    :

    ,100

    )0,()( zEAlczwzf == (8)

    :

    ).cos(sin50

    sin100

    22

    0lklklk

    EAkcdzzkz

    EAlc

    lA nnn

    n

    l

    nn == (9) (7.2.23) :

    )cos(sinsin150

    ),(1

    2 ctkzklkkEActzw nn

    nn

    n=

    = . (10) 7.2.2: , m, l, A E, , F . . F .

    7.12

    : (7.2.15):

    ( ) ( )[ ] ( )l

    nkm

    EAlEczkctkBctkAw nn

    nnnnn

    ===+=

    =,,sinsincos

    1. (1)

    :

    .0=nB (2) :

  • 7.12

    :

    ,2,0

    12,)1(2

    sin2

    sin1

    =

    ===

    snsnnlk sn (10)

    (16) :

    .)12(cos)12(sin)12(

    )1(2),(1

    2

    1

    2 mEAl

    lts

    lzs

    sEAFltzw

    s

    s

    = =

    (11)

    7.2.3: AB m, l, A E, OA BD . OA , R, BD R. , AB.

    xEI

    : . 7.13. (. 7.13). [XXX] :

  • 7.13

    ,3

    31

    1xEI

    RFf = (1) ( Alberto Castigliao, 1847-1888) [XX]:

    f2

    ,2

    2 FAf d= (2)

    7.13

    :

    =2/

    0

    2 .2

    1 Rf

    xd dsMEI

    A (3)

    (. 7.13) : .sin2 RFM f = (4)

    (4) (3) (2) :

    .4

    ])sin(2

    1[3

    22/

    0

    22

    22

    xx EIRFRdRF

    EIFf

    == (5) , :

    .4,3 32

    223

    1

    11 R

    EIfFc

    REI

    fFc xx ==== (6)

  • A B. AB - :

    ),(),(),,0(),0( 21 tlwcztlwEAtwc

    ztwEA ==

    , (7)

    7.13

    :: ),()(),0()0( 21 lZclZEAZcZEA == (8)

    :

    .0)cossin()cossin(,0)()(

    22

    1

    =+++=+

    DklEAkklcCklcklEAkDEAkCc

    (9)

    (10) :

    ,0cossincossin 22

    1 =++

    klEAkklcklcklEAkEAkc

    (10)

    :

    ,)(

    )()(tg

    2221

    22

    21

    AEcclkl

    klEA

    cclkl

    += (11)

    (6). 1c 2c 7.2.4: m, l A, . 7.14. 2 1 3 E, .

  • 7.14

    : 1 3 , :

    ),()sincos()()(),(),()sincos()()(),(

    2222222222

    1111111111

    tTzkDzkCtTzZtzwtTzkDzkCtTzZtzw

    +==+==

    (1)

    : .sincos)( tBtAtT += (2)

    1 3 :

    ,21 mEAlEccc ==== (3)

    : 1k 2k

    .21 ckkk === (4)

    , O : ,0),0(1 =tw (5)

    C: 0),(2 = tlw , (6)

    A B : ).,0(),( 21 twtlw = (7)

    , 2, , :

    ),,(),0(),0( 122 tlwEAtwEAtwm =&& (8) . 7.14 2.

    7.14

    (1) (2) (5), (6), (7) (8) :

    ),()0()0()(),0()(

    ,0)(,0)0(

    1222

    21

    21

    lZEAZEAZkcmZlZ

    lZZ

    ====

    (9)

    :

  • ),cossin(

    ,sincos,0cossin

    ,0

    112222

    211

    22

    1

    klkDklkCEAEAkDCcmk

    CklDklCklkDklkC

    C

    +==+

    =+=

    (10)

    :

    ,0cos

    01sincossin0

    2=

    EAmkcklEAkl

    klkl (11)

    : .0)cossin(cossin 22 =+ klEAklmkcklklEA (12)

    (12) (3) :

    klkl 22tg = . (13)

    7.14

    (13) . 7.14 . :

    ,...90594.4,40701.3,96758.1,63230.0 4321 ==== lklklklk (14)

    7.2.5: 1, 2A, 2, 4 A, m. l

  • E. c . 7.15. , .

    7.15

    : :

    .0

    2cos)2(2sin)3(

    22sin)2(2cos)3(00

    2sin2)2()2cos1(2cos2sin201sincos002

    21

    221

    2=

    ++

    klkEAklcmkc

    cklkEAklcmkc

    klckEAklcklEAkklEAkklkl

    EAkc

    (11)

    7.2.6 .7.16 (1-5) .. .

  • 7.16

    :1.

    ),(),(2]6[),(2),0(2),0(]5[

    ),0(),(]4[),0(2),(]3[),0(),(]2[0),0(]1[,,

    33233

    3221

    211321

    tlwctlwAEtlwAEtwAEtwm

    twtlwtwAEtlwEAtwtlwtwEkkkkk

    ====

    ======

    &&

    2.

    0),(]6[)),0(),0((2),2(),0(),0(]5[

    ),0(),2(]4[)),0(),0((2),2(),0(),0(]3[

    ),0(),2(]2[0),0(]1[,,2,

    323233

    3223122

    211321

    ===+=

    ======

    tlwEAtwtwctlwEAtwEAtwm

    twtlwtwtwctlwEAtwEAtwm

    twtlwtwEkkkkkk

    &&&&

    3.

  • ),(2),(),(]6[

    ),(2),0(2),0(]5[),0(),(]4[),0(2),(]3[

    ),0(),(]2[0),0(]1[,,

    333

    233

    3221

    211321

    tlwAEtlwctlwm

    tlwAEtwAEtwmtwtlwtwAEtlwEA

    twtlwtwEkkkkk

    ====

    ======

    &&&&

    4.

    0),(]6[),(),0(),0(]5[),0(),(]4[)),(),0((),0(]3[)),(),0((),(]2[

    0),0(]1[,,,,2,

    323332

    122121

    1231

    ============

    tlwtlwEAtwEAtwmtwtlwtlwtwctwEAtlwtwctlwEA

    twAlmlEAcEkkkkkk

    &&

    5.

    0),2(]6[),0(),2(]5[),0(),2(]4[),0(),(]3[

    ),0(),(]2[0),0(]1[,)2(,2,

    3

    323221

    211231

    ====

    ======

    tlwtwEAtlwEAtwtlwtwEAtlwEA

    twtlwtwEkkkkkk

    7.3 () , , () . , (.7.17) ( , ), ),( tz = .

    7.17 () :

    z

    GIM oz = , (7.3.1)

    : G , oI . (.7.17),

    dz zM zM .

    zzz MMtdJ =

    2

    2 , (7.3.2)

  • . :

    zdJ Oz

    , , 22

    dzz

    GIdzz

    MMdMMdzIdJ ozzzzoz =

    === (7.3.3) , (7.3.2) : . 0 22

    22

    2

    2

    ==

    Gcz

    ct

    (7.3.4)

    (7.1.3) (7.2.6) , , . : )()( tTzZ= (7.3.5) (7.3.4) : (7.3.6) ),( 0 ,0 22 kcTTZkZ ==+=+ && :

    )sin()cos( ),sin()cos( tBtATkzDkzCZ +=+= . (7.3.7) () , 7.2 . 7.3.1: 2l D d l. G. .

    7.18

    : :

    )2,1(,22

    22

    2== i

    zc

    t iii

    , (1)

    :

  • )2,1(),()(),( == itTzZtz iiii , (2) :

    .sincos)()2,1(,sincos)(

    tBtAtTizkDzkCzZ iiiiiiii

    +==+=

    (3)

    :

    Gc = , (4)

    : kkk == 21 . (5)

    O : 0),0(1 =t , (6)

    B ( ): 0),(22 = tlGIO , (7)

    A : ),0(),( 21 ttl = , (8)

    : ),0(),( 2211 tGItlGI OO = , (9)

    :

    32)(,

    32

    44

    2

    4

    1 dDIDI OO == . (10)

    :

    ,32

    )()cossin(32

    ,sincos,0cossin

    ,0

    2

    44

    11

    4211

    22

    1

    kDdDGklkDklkCDG

    CklDklCklkDklkC

    C

    =+=+

    =+=

    (11)

    :

    ,0)(0cos

    01sincossin0

    444=

    dDklDkl

    klkl (12)

    :

    44

    42tg

    dDDkl = . (13)

    7.3.2: 3l - . 1 3 0I

  • G, 2 . , .

    G

    : , , :

    lIGc 0

    = . (1)

    Slka 7.19

    :

    ),sin(

    ),sin(cos

    ,0sincos

    122

    121

    22

    klDCGGlkD

    klDCGDklGlk

    klDklC

    ==

    =+

    (2)

    : 0cos)sin2cos( =+ klklGklGkl . (3)

    7.3.3: m, l, D G .

    , . .

    0M

  • 7.20

    : :

    2

    22

    2

    2 ),(),(z

    tzct

    tz

    = . (1)

    :

    mlGDGc

    4

    2 == . (2)

    , O : 0),0( =t , (3)

    A : 0M

    00 ),( MtlGI = , (4) :

    32

    4

    0DI = . (5)

    :

    zGIMtztz

    0

    0),(),( += , (6) (1) :

    2

    22

    2

    2 ),(),(z

    tzct

    tz

    = , (7)

    (3) (4) :

    .0),(,0),0(

    ==

    tlt

    (8)

    ),( tz = . :

  • .0)0,()0,()(

    ,)0,()0,()(0

    0

    0

    0

    ======

    zzz

    zGIMz

    GIMzzzf

    &&

    (9)

    (7) (8) (9) :

    ...,2,1,2

    12 == nl

    nkn (10) :

    tckzkk

    lklGI

    Mtz nnn n

    n cossinsin2),(1

    20

    0 =

    = . (11) (11) (6) :

    )cossinsin2(),(1

    20

    0 tckzklk

    lkzGIMtz nn

    n n

    n=

    = , (18) c, (2), (5) (10). 0I nk 7.3.4 .7.21 (1-5) . . .

  • 7.21

    : 1.

    0),(]6[),(),0(),0(2]5[

    ),0(),(]4[),(),0(),0(]3[

    ),0(),(]2[0),0(]1[,,

    320303

    3210202

    211321

    ====

    ======

    tltlGItGItJ

    ttltlGItGItJ

    ttltGkkkkk

    &&&&

    2.

    ),2(),2(]4[

    ),(2),0(),(4),0(3]3[

    ),0(2),(]2[0),0(]1[,,

    202

    102012

    21121

    tlGItlJ

    tlGItGItlJtJ

    ttltGkkkk

    =+=

    =====

    &&&&&&

    3.

  • ),(),(]6[),0(),(2]5[

    ),0(),(]4[),(2),0(2),0(]3[

    ),0(),(]2[0),0(]1[,,

    31303020

    3210202

    211321

    tlctlGItGItlGI

    ttltlGItGItJ

    ttltGkkkkk

    ==========

    &&

    4.

    0),2(]6[),0(),(]5[),0(),(]4[),0(),(]3[),0(),(]2[

    0),0(]1[15,16,,

    303303202

    3220210121

    101030102321

    =====

    =======

    tlGItGItlGIttltGItlGIttl

    tIIIIGkkkkk

    5.

    0),(]6[),0(2),(]5[),0(),(]4[),0(),2(2]3[

    ),0(),2(]2[0),0(]1[,,2,

    33020

    322010

    211231

    ====

    ======

    tltGItlGIttltGItlGI

    ttltGkkkkkk

    7.4

    (.7.22), .

    yOzOz

    7.22

    : ) ,

    v Ozl

    ) , ) . , , : dz AdzdVdm == , (7.4.1) : , A . TF

    r TF

    r

    (.7.22), , , :

    fMr

    fM r

  • 22

    , zvEIM

    zM

    F xff

    T =

    = , (7.4.2) : E , xI Ox . Oy

    YYdmtv =

    2

    2, (7.4.3)

    cos)cos( TT FdFYY += . 1)cos(cos + d , , (7.4.2),

    dzzvEIdz

    zFFdFFYY xTTzTT 4

    4

    =

    === . (7.4.4) (7.4.1) (7.4.4) (7.4.3) :

    ==+

    A

    EIczvc

    tv x

    2

    4

    42

    2

    2 0 . (7.4.5)

    , , , : ) (7.4.6) ,( tzvv = , . : ) , (7.4.7) ()( tTzZv = :

    )()( ),()( 44

    2

    2tTzZ

    zvtTzZ

    tv IV=

    = && .

    (7.4.5), , :

    hTc

    TZ

    Z IV == 2&&

    ,

    , , , . , (7.4.5) :

    h4kh =

    (7.4.8) ).( 0

    ,022

    4

    ckTT

    ZkZ IV

    ==+=

    &&

  • zaeZ = , : 0 ,0 0 222244 ==+= kkk : kik == 4,32,1 , . (7.4.9) , (7.4.8) , . : )sinh()cosh()sin()cos( 4321 kzCkzCkzCkzCZ +++= , (7.4.10) : . (7.4.11) )( )sin()cos( 2cktBtAT =+= . (7.4.5) z, . .

    k

    1. (.7.23) :

    .0),(00),(

    ,0),(0),(

    ,0),0(00),0(

    ,0)0(0),0(

    2

    2

    02

    2

    ==

    ===

    ==

    ===

    =

    =

    tlZzvtlM

    tlZtlv

    tZzvtM

    Ztv

    lzf

    zf

    (7.4.12)

    7.23

    , (7.4.10), :

    (7.4.13)

    ,0)sinh()cosh()sin()cos(0)sinh()cosh()sin()cos(

    00

    4321

    4321

    31

    31

    =++=+++

    =+=+

    klCklCklCklCklCklCklCklC

    CCCC

    : 0)sin( ,0 ,0 ,0 ,0 2431 ==== klCCCC , (7.4.14)

  • :

    ),,2,1( , 2

    =

    == Kncl

    nl

    nk nn . (7.4.15)

    (7.4.10) (7.4.11) :

    +

    =

    = ctl

    nBctl

    nATzl

    nCZ nnnnn sincos ,sin2 , (7.4.16)

    (7.4.7) :

    +

    = zl

    nctl

    nBctl

    nAv nnn sinsincos , (7.4.17)

    : . (7.4.18) nnnnnn CBCAA 22 B , == ,

    =

    +

    =1

    sinsincosn

    nn zlnct

    lnBct

    lnAv , (7.4.19)

    = = nn n

    ctl

    nzl

    nRv cossin1

    , (7.4.20)

    :

    n

    nnnnn A

    BBAR =+= arctg , 22 . (7.4.21)

    :

    )( ),()0,(0

    ztvzfzv

    t=

    =

    =, (7.4.22)

    , :

    =

    = l lnn dzzlnz

    cnBdzz

    lnzf

    lA

    0 0

    sin)(2 ,cos)(2 . (7.4.23)

    2. (.7.24), :

    l

  • .0)(0),(

    ,0)(0),(

    ,0)0(0

    ,0)0(0),0(

    0

    ======

    ==

    =

    lZtlF

    lZtlM

    Zzv

    Ztv

    T

    f

    z (7.4.24)

    7.24

    , (7.4.10), :

    .0)cosh()sinh()cos()sin( 0)sinh()cosh()sin()cos(

    0 0

    =++=++

    =+=+

    klDklCklBklAklDklCklBklA

    DBCA

    (7.4.25)

    , , . :

    0

    )cosh()sinh()cos()sin()sinh()cosh()sin()cos(

    10100101

    =

    klklklklklklklkl

    , (7.4.26)

    :

    1coscosh =klkl (7.4.27)

  • 7.24

    , , . .7.24 . 7.4.1: AB E, l, m, A, F. F. ( 3.10.8).

    xI

    7.25

    : :

  • 00)( 0

    ===

    =n

    tBz

    tv (1)

    : )()0,( zfzv = (2)

    . :

    )( zfEIM xf = (3) :

    =,

    2),

    2(

    2

    ,2

    0,2

    lzllzFzF

    lzzF

    M f (4)

    : ,0)(,0)0( == lff (5)

    :

    ++

    +=

    .2

    ,])2

    (61

    483

    12[

    ,2

    0),48

    312

    ()(

    323

    23

    lzllzzlz

    EIF

    lzzlzEIF

    zf

    x

    x (6)

    (7.4.23) :

    ++=

    l

    ln

    l

    nx

    n dzzklzzzldzzkzzl

    lEIFA

    2/

    3322/

    0

    32sin])

    2(

    61

    1216[sin)

    1216(2 , (7)

    :

    2sin2

    2sin2 44

    3

    4

    n

    EInFllk

    klEIFA

    x

    n

    nxn == . (8)

    :

    =

    =

    12

    22

    44

    3cossin

    2sin12),(

    n

    x

    xt

    mlEI

    ln

    lznn

    nEIFltz , (9)

    , :

    =

    =

    12

    22

    4

    1

    4

    3 )12(cos)12(sin)12(

    )1(2),(p

    xp

    xt

    mlEI

    lp

    lzp

    pEIFltz . (10)

    ( 3.10.8) :

    333231 14)21116(332,

    2332,

    14)21116(332

    mlEI

    mlEI

    mlEI xxx +=== . (11)

  • (7.4.15):

    ,9,4, 32

    232

    232

    1 mlEI

    mlEI

    mlEI xxx === (12)

    :

    1 2 3 ( ) / i i i 100% -0.03% -0.73% -6.75%

    . , . . 3.23a. (9) :

    )3,2,1(),/sin( =nlzn , (13) :

    z n 1 2 3 l 4 2 2 1 2 2 l 2 1 0 -1

    3l 4 2 2 -1 2 2 . 7.4.2: AB, m, l, E , B . .

    Ixc

    0=c =c .

    Slka 7.26

  • Reeje: : )()sinhcoshsincos(),( 4321 tTkzCkzCkzCkzCtz +++= . (1)

    , A : 0),0(,0),0( == tt , (2)

    B : 0),( = tlEIx , (3)

    : ),(),( tlctlEIx = . (4)

    (1) (2), (3) (4) :

    ),sinhcoshsincos()coshsinhcossin(

    ,0sinhcoshsincos,0,0

    4321

    43213

    4321

    42

    31

    klCklCklCklCcklCklCklCklCkEI

    klCklCklCklCCCCC

    x

    +++==++

    =++=+=+

    (5)

    : 4321 ,,, CCCC

    0

    sinhhcos

    coshhsin

    sincos

    cossin

    sinhcoshsincos10100101

    3333=

    klcklkEI

    klcklkEI

    klcklkEI

    klcklkEI

    klklklklxxxx

    , (6)

    : .0)cossinhsin(cosh)coscosh1(3 =++ klklklklcklklkEIx (7)

    (. 7.26) (7):

    0=c

    .1coscosh =klkl (8)

    7.26 7.26 c B (. 7.26). (7) :

    =

    0lim3= c

    kEI xc

    , (9)

    : klkl tgtgh = . (10)

  • 7.4.3: , l, A, xEI , m R. . Reeje: :

    )()sinhcoshsincos(),( 4321 tTkzCkzCkzCkzCtz +++= , (1) :

    AEIkcktBtAtT x

    22,sincos)( ==+= , (2) O :

    0),0(,0),0( == tt . (3)

    7.27

    B :

    .21,

    ,

    2mRJRFMJ

    Fm

    tBfB

    tBT

    =+==

    &&

    && (4)

    (. 7.27):

    ).,(),,(tlEIM

    tlEIF

    xfB

    xtB

    ==

    (5)

    7.27a

  • T (. 7.27) :

    ),,(),,(),(

    tltlRtlT

    =+=

    (6)

    :

    ).,(

    )],,(),([2

    2

    tl

    tlRtlT

    =

    +=&&&&

    (7)

    7.27

    (1), (2), (5) (7) (3) (4) :

    .0

    cosh2sinh2cosh

    sinh2cosh2

    sinh

    cos2sin2cos

    sin2cos2sin

    coshcosh

    sinh

    sinhsinh

    cosh

    coscos

    sin

    sinsin

    cos10100101

    32323232

    2222

    =

    ++

    ++

    +

    +

    +

    klARkklA

    klkmR

    klARkklAklkmR

    klARkklA

    klkmR

    klARkklAklkmR

    klAklRmk

    klmk

    klAklRmk

    klmk

    klAklRmk

    klmk

    klAklRmk

    klmk

    (8)

    7.4.4: m, 2l, E, A , R, . .

    Ix 1m

  • 7.28

    : AM NB, :

    ),()sinhcoshsincos(),(),()sinhcoshsincos(),(

    2423222122

    1413121111

    tTkzDkzDkzDkzDtztTkzCkzCkzCkzCtz

    +++=+++=

    (1)

    :

    mlEIkcktBtAtT x2,sincos)( 22 ==+= . (2)

    A B :

    .0),(,0),0(,0),(,0),0(

    21

    21

    ====

    tlEItEItlt

    xx

    (3)

    , M N :

    ).,0(),(),,0(),(

    21

    21

    ttlttl

    =

    = (4)

    , , - M N, (. 7.28) :

    .41,)],0([

    ,),0(

    2122

    21

    RmJMMtt

    J

    FFtm

    fNfM

    tMtN

    ===

    &&

    (5)

    7.28

    :

  • ).,0(

    ),,(),,0(),,(

    2

    1

    2

    1

    tEIM

    tlEIMtEIFtlEIF

    xfN

    xfM

    xtN

    xtM

    ==

    ==

    (6)

    :

    ),,0()],0([

    ),,0(),0(

    22

    22

    22

    22

    ttt

    tt

    =

    =&& (7)

    (1), (2) (7) (3), (4) (5), : C C1 3 0= = . (8)

    :

    0

    22sinhsin22coshcos

    1010coshcos0101sinhsin

    sinhcoshsincos00sinhcoshsincos00

    3311

    =

    lJkmlJkmklmklmmlkmmklmklmklm

    klklklkl

    klklklklklklklkl

    (9)

    7.4.5 .7.29 ( 1-10 ) , . . .

  • 7.29 : 1.

    0),2(]8[0),2(]7[))),(()),0((),0(]6[),0(),(]5[),0(),(]4[),0(),(]3[

    0),0(]2[0),0(]1[,)(,2,

    22122

    212121

    1124

    21

    ======

    =====

    tltltlEItEItmtEItlEIttlttl

    ttAEIkkkkk

    xx

    xx

    x

    &&

    2.

    ),2(),2(16

    ]8[

    )),2((),2(]7[),0()),2((),0(]6[

    ),0(),2(]5[),0(),2(]4[),0(),2(]3[0),0(]2[0),0(]1[,)(,

    22

    222212

    212121

    112

    21

    tlEItlmD

    tlEItlmtEItlEItc

    tEItlEIttlttlttAEIkkkk

    x

    xxx

    xx

    x

    ===+

    ========

    &&

    &&

    3.

    0),(]8[0),(]7[

    )3

    3),0(6

    3),(),(),0((),0(12

    ]6[

    )),(()),0(()),0(3

    3),0((]5[

    ),0(),0(2

    3),(]4[),0(),(]3[

    0),0(]2[0),0(]1[,)(,

    22

    21122

    2

    1222

    22121

    112

    21

    ==+++=

    =

    =+======

    tltl

    atatltltEItma

    tlEItEItatm

    ttatlttl

    tEItAEIkkkk

    x

    xx

    xx

    &&

    &&&&

    4.

    ),(2

    ),(),(12

    5]8[

    )),(()),(2

    ),((]7[),0(),0(),(]6[

    ),0(),(]5[),0(),(]4[),0(),(]3[0),0(]2[0),0(]1[,)(,

    222

    2

    222221

    2121

    21112

    21

    tlEIatlEItlma

    tlEItlatlmtEItctlEI

    tEItlEIttlttlttAEIkkkk

    xx

    xxx

    xx

    x

    =

    =+=+==

    ======

    &&

    &&&&

    5.

    ),2(),0()),0(),0((]5[),0(2),2(),0(]4[),0(),2(]3[

    0),0(]2[0),0(]1[,)(,

    1222

    21221

    112

    21

    tREItEItRtmtRtRtttR

    tEItAEIkkkk

    xx

    xx

    +=+==

    =====

    &&&&

    0),2(]8[0),2(]7[

    )),0(),2(),0(),2((),0(2

    ]6[

    22

    21212

    2

    ==++=

    tRtR

    tRtRRttREItmR x

    &&

  • 6.

    ),(),(]8[0),(]7[),0(),2(),0(]6[

    ),0(),2(]5[),0(),2(]4[),0(),2(]3[0),0(]2[0),0(]1[,)2(,2,

    222

    212

    212121

    1124

    21

    tlEItlmtlEItctlEItEI

    tEItlEIttlttltEItAEIkkkkk

    xx

    xx

    xx

    xx

    ==+=

    ========

    &&

    7.

    0),2(]8[0),2(]7[),0(),3(),0(]6[

    ),0(),3(]5[),0(),3(]4[),0(),3(]3[),0(),0(]2[0),0(]1[,)(,

    22212

    212121

    11112

    21

    ==+=========

    tltltctlEItEItEItlEIttlttl

    tctEItAEIkkkk

    xx

    xx

    xx

    8.

    0),2(2]8[0),2(]7[),0(2),3(]6[),0(2),3(]5[),0(),3(]4[),0(),3(]3[

    0),0(]2[0),0(]1[,)(,2,

    2221

    212121

    1124

    21

    ===========

    tlEItltEItlEItEItlEIttlttl

    tEItAEIkkkkk

    xxx

    xx

    xx

    9.

    0),(]8[0),(]7[),0(),(),0(]6[),0(),(]5[0),0(]4[

    0),(]3[0),0(]2[0),0(]1[,)(,

    22

    2112212

    1112

    21

    ===========

    tlEItltctlEItEIttlt

    tlttAEIkkkk

    x

    xx

    x

    10.

    ),(),(]8[0),(]7[

    ),0(),(),0(12

    )2(]6[

    ),(),0(),0(]5[),0(),(]4[),0(),(]3[0),0(]2[0),0(]1[,)(,

    222

    212

    21222121

    112

    21

    tlctlEItlEI

    tEItlEItam

    tlEItEItmttlttlttAEIkkkk

    xx

    xx

    xx

    x

    ==+=

    +========

    &&

    &&