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平面问题

6-1 平面应变问题

6-9 矩形梁弯曲的三角级数解法

将应力函数分离变量:\(U = X(x)Y(y)\),代入双调和方程得到

\[ X^{(4)} Y + 2 X'' Y'' + X Y^{(4)} = 0 \]

两边同除以 \(X Y\)

\[ \frac{X^{(4)}}{X} + 2 \frac{X''}{X} \frac{Y''}{Y} + \frac{Y^{(4)}}{Y} = 0 \]

上式对 \(y\) 求一阶偏导数1,得

\[ 2 \frac{X''}{X} \left( \frac{Y''}{Y} \right)' + \left( \frac{Y^{(4)}}{Y} \right)' = 0 \]

上式成立的条件是

\[ \frac{X''}{X} = - \frac{(Y^{(4)}/Y)'}{2 (Y''/Y)'} = -\lambda^2 \]

采用的常数为 \(-\lambda^2\),是因为研究的问题是简支梁


  1. 到这一步之前,\(x, y\) 的地位都是一样的。也可以对 \(x\) 求偏导数,得到的结果和后面得到的方程中 \(X, Y\) 对调。