Engineering Transactions, 14, 2, pp. 199-213, 1966

Optymalne Kształtowanie Przekroju Pręta Cienkościennego Jednocześnie Skręcanego i Zginanego

S. Mazurkiewicz
Politechnika Krakowska
Poland

M. Życzkowski
Politechnika Krakowska
Poland

The paper is devoted to the problem of optimum design of the profile of a thin-walled bar. This profile is determined in plane polar coordinates by the functions ϱ (θ) and g (θ) (the radius and the thickness of the wall, Fig. 1).
These functions are interrelated by means of the condition of equal strength (1.1), so that the problem is formulated, finally, as an isoperimetric problem of the variational calculus with one unknown function, with the condition of minimum cross-sectional area, that is for minimum weight. The Euler-Langrange equation is solved by means of the small parameter method. The influence of bending on the optimum form of the twisted bar is the only studied. The stability condition of the wall is considered additionally on the grounds of the linear theory of shell stability. The resulting form of the profile is determined by Eqs. (3.38)1 and (3.38)2 and the minimum cross-sectional area - by Eq. (3.38)3. A numerical example is given for the ratio of moments Mg/Ms = 0,5.

Full Text: PDF
Copyright © Polish Academy of Sciences & Institute of Fundamental Technological Research (IPPT PAN).

References

Г. Г. Баловнев, Г. С. Трофимов, О рациональных формах сечений тонкостенных гнутых профилей, Вестник машиностроения, 4, 39 (1959), 3-10.

V. CADAMBE, S. KRISHNAN, Note on the minimum weight of thin walled cells in combined bending and torsion, J. Roy. Aero. Soc., 60 (1956), 65-66.

M. T. HUBER, Stereomechanika techniczna, t. I., PZWS, Warszawa 1951.

R. JANICZEK, Projektowanie prętów i belek według kryterium minimum materiału, praca habilitacyjna, Częstochowa 1963.

W. KRZYŚ i M. ŻYCZKOWSKI, Klasyfikacja problemów kształtowania wytrzymałościowego, Czasopismo Techniczne 2, 68 (1963), 1-3.

W. KRZYŚ, M. ŻYCZKOWSKI, Pewna metoda tzw. parametrycznego kształtowania wytrzymałościowego, Rozpr. Inzyn., 4, 11 (1963), 643-666.

A. PFLÜGER, Stabilitätsprobleme der Elastostatik, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1964.

E. SCHWERIN, Die Torsionsstabilität des dünwandingen Rohres, ZAMM, 5 (1925), 235.

G. STRASSER, Optimization of multiweb beams under combined bending and torsional loading, J. Aero-space Sci., 8, 25 (1958).

S. P. TIMOSHENKO, J. N. GERE, Theory of Elastic Stability, Mc Graw-Hill, New York 1961.

Z. WASIUTYŃSKI, Kształtowanie belek stalowych o przekrojach dwuteowych lub skrzynkowych, Ksiega Jubil. prof. W. Wierzbickiego, Warszawa 1959, 401-427.

А. С. Вольмйр, Устойчивость упругих систем, Физматгиз, Москва 1963.

M. ŻYCZKOWSKI, Tablice współczynników przy potęgowaniu szeregów potęgowych, Zast. Matematyki 4, 6 (1963), 395-406.

M. ŻYCZKOWSKI, Operations on generalized power series, ZAMM, 4, 45 (1965),235-244.