1、4-7压力隧洞(圆筒在无限大弹性体内 接触问题) 设圆筒埋在无限大弹性体中,受均布内压力q 注意是两种不同材料的问题(注意均匀性假设) 只能单独在两种材料内部求解(采用Lame解) 对两者分别应用Lame解答 本节的要点: 1、不同材料分别求解 2、两种材料之间要有接触条件 3、利用接触条件确定待定常数。 q E E 2、无限大弹性体 C r A C r A r 2,2 22 0 rr sincos212 1 kI r A rc E ur 1、圆筒: C r A C r A r 2,2 22 0 rr 注意在平面应变问题(4-12)公式中的位移表达为: sincos212 1 kI r A c
2、r E ur 一、分别对圆筒、无限大弹性体列出应力分量与位移 表达式,注意到其材料的不同,E、,A、C均不同 圆筒: qC a A arr 2| 2 无限大弹性体: 020| 020| C C r rr C=0 2)接触条件: brrbrr | C b A C b A 22 22 径向位移等值: 径向应力等值: brrbrr uu | (1) q E E 二、确定常数 1、应力边界条件: sincos212 1 |kI b A cb E u brr sincos212 1 |kI b A bc E u brr 代入: sincos212 1 kI b A cb E sincos212 1 kI
3、 b A bc E 在接触面上,无论取何值,上式均要求成立,则必 各系数相等,即: 212 1 b A cb E 212 1 b A bc E kkII, 由第一式整理: 0212 1 1 22 b A b A Cb E E 1 1 E E n令 (3) 联立(1)、(2)、(3)求出A、C、A并代 回应力分量表达式: )1(211 )1(211 2 2 2 2 n a b n n r b n q r q E E 当n1时,应力 分布大致如图 a b r r r )1(211 )1(211 2 2 2 2 n a b n n r b n q )1(211 12 2 2 2 2 n a b n r b n q r )1(211 12 2 2 2 2 n a b n r b n q )1(211 )1(211 2 2 2 2 n a b n n r b n q r 两类典型的接触条件:两类典型的接触条件: 1)完全接触两弹性体既无脱离也不相互滑动。 应力接触条件: 正应力相等 剪应力相等(一个方程) 位移接触条件: 径向ur相等 环向u相等(一个方程) 2)非完全接触光滑接触不脱离自由滑动 应力接触条件: 正应力相等 剪应力等于零(两个方程) 位移接触条件: 径向u r相等 环向u不等(有相对滑动,无方程)