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Über die Festigkeit achsensymmetrischer Schalen. (German) JFM 52.0826.05

52 S. 21 Abb., 5 Zahlentafeln. Berlin, VDI-Verlag (Forschungsarbeiten auf dem Gebiete des Ingenieurwesens, Heft 276) (1926).
Das Elastizitätsproblem für eine biegungssteife achsensymmetrische Schale mit veränderlicher Wanddicke führt auf zwei inhomogene lineare Differentialgleichungen vierter Ordnung. Eine Partikularlösung dieser Gleichungen kann nach bekannten Methoden stets erhalten werden. Die zur Erfüllung der Randbedingungen nötige Lösung der entsprechenden homogenen Gleichungen ist nur für wenige Fälle streng durchführbar, wird jedoch selbst in den einfachsten Fällen so verwickelt, daß sie für die Praxis schlecht verwertet werden kann. Verf. leitet daher auf Grund der Love-Meißnerschen Theorie eine Näherungslösung für Schalen mit beliebigem Meridian und beliebig veränderlicher Wanddicke ab. Unter der Annahme, daß die infolge der Randbedingungen auftretenden Biegungsspannungen auf einen schmalen Bereich am Rande beschränkt bleiben, zerfallen die beiden Differentialgleichungen vierter Ordnung in je zwei homogene lineare Differentialgleichungen zweiter Ordnung von einfacher Gestalt. Die Deformationen und Spannungen der Schale lassen sich leicht berechnen, falls die Abklingungszahl \[ k= \root4\of{3(1 - \nu^2)} \frac{R_1}{\sqrt{R_2\delta}} \] (\(R_1\), \(R_2\) die beiden Hauptkrümmungsradien, \(\delta\) die Wanddicke, \(\nu\) die Poissonsche Konstante) konstant ist. Im allgemeinen Falle gelangt Verf. auf zwei Wegen zu einer Lösung. Einmal wird die Schale in genügend schmale Zonen zerlegt, so daß \(k\) in jeder einzelnen Zone als konstant angesehen werden darf; dabei kann man nach der Grundannahme die weiter vom Rande entfernten Zonen vernachlässigen. Die andere Lösungsmethode besteht darin, \(k\) durch eine gebrochene lineare Funktion des Winkels \(\varphi\) zwischen der Flächennormalen und der Achse zu ersetzen. Beide Verfahren sind für die Praxis genügend genau. Die Rechnungen führt Verf. für einige Beispiele vollkommen durch: Temperaturspannungen einer Eisenbetonkuppel von Gestalt einer Kugelkalotte, Spannungen in Kesselböden von verschiedener Gestalt. Die Ergebnisse der Theorie für die Kesselböden werden durch einen Versuch überprüft.
Besprechung: J. Ratzersdorfer, Z. f. angew. Math. 7 (1927), 163.