Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разложение решений уравнения Карлемана-Векуа в ряды обобщенных степенных функций и некоторые задачи теории оболочек

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

X приводится к системе уравнений безмоментной теории оболочек. В случае выпуклой оболочки эту систему можно записать в виде неоднородного уравнения Карлемана-Векуа для комплексной функции напряжений. Для этого координатную систему (ф", ос2'- нужно подобрать так, чтобы она была сопряженно-изометрической на з1 поверхности S^: ос = cons-b, т. е. так, чтобы в этой системе координат вторая основная… Читать ещё >

Разложение решений уравнения Карлемана-Векуа в ряды обобщенных степенных функций и некоторые задачи теории оболочек (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА I. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
    • 1. 1. Функциональные пространства и интегральные операторы
    • 1. 2. Некоторые сведения из теории обобщенных аналитических функций
    • 1. 3. Комплексная сопряженно изометрическая параметризация поверхности положительной кривиз
  • ГЛАВА II. РАЗЛОЖЕНИЕ ЯДЕР УРАВНЕНИЯ КАРЛЕМАНА-ВЕКУА В РЯДЫ ОБОБЩЕННЫХ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ И НЕКОТОРЫЕ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
    • 2. 1. Некоторые свойства обобщенных степенных функций
    • 2. 2. Разложение ядер уравнения Карлемана-Векуа в ряды обобщенных степенных функций
    • 2. 3. Некоторые применения разложений ядер уравнения Карлемана-Векуа
  • ГЛАВА III. УРАВНЕНИЯ КАРЛЕМАНА-ВЕКУА И БЕЛЬТРАМИ С ПАРАМЕТРАМИ
    • 3. 1. Уравнение Карлемана-Векуа с параметром
    • 3. 2. Уравнение Бельтрами с параметром
  • ГЛАВА 1. У
  • ПРИЛОЖЕНИЯ К ЗАДАЧАМ ТЕОРИИ ОБОЛОЧЕК
    • 4. 1. Вывод основных уравнений
    • 4. 2. Сопряженно изометрическая параметризация выпуклой оболочки

Теория обобщенных аналитических функций имеет глубокие связи со многими разделами анализа, геометрии и механики. Аналитический аппарат этой теории позволяет существенно расширить и углубить исследование ряда задач, имеющих значительный не только теоретический, но и практический интерес. В свою очередь, связь с реальными объектами исследования наполняет эту теорию конкретным содержанием и способствует ее развитию. Это обстоятельство несомненно указывает на важность и актуальность исследований по теории обобщенных аналитических функций.

Теория обобщенных аналитических функций является теорией функций itf = U (ос, у) + LV (ос, у) точки + f удовлетворяющих уравнению Карлемана-Векуа.

9 иок АиУ + ВйГ = 0, Ъ. (1) г г 2Цсс и представляет собой далеко идущее обобщение классической теории аналитических функций от 2 = oc+ly.

Уравнение (I) эквивалентно системе вещественных уравнений aU + Bv=o,.

Эх.

2) cU+dV=0,.

Ъос Э^ являющейся канонической формой равномерно эллиптической системы уравнений более общего вида с достаточно гладкими коэффициентами.

Зх dl Ясс 12 ^ ч (3).

Начало изучения эллиптических систем вида (3) восходит к Пи-кару L 53], высказавшего идею о возможности построения теории функций uCf = U Сх, у)+ IV (ос, у), действительная и мнимая части которых являются решением системы (3), по аналогии с теорией аналитических функций комплексного переменного 2 = ос + I у. Попытка построения такой теории была предпринята Бельтрами [42, 43]. В 1931 году Н. Теодореску L54] (см. также [55]), рассматривая систему (2) в частном случае С = - 6, d=cl (в (1) это соответствует случаю В = О), получил общее представление ее решений через аналитические функции от 2 = ос + I у. Чуть позже Т. Карлеман [50] доказал фундаментальное свойство решений системы (2) — теорему единственности.

Интерес к системе вида (3) снова пояеился в сороковых годах XX в. В работах Л. Берса и А. Гельбарта [47, 48], Г. Н. Положия [35, 36], Б. В. Шабата [41], А. Вейнштейна [56] и др. исследовались различные классы систем вида (3). Характерной чертой для этих исследований является применение различных обобщений понятий производной и интеграла. Таким же способом была построена Л. Бер-сом теория псевдоаналитических функций (см. [44], а также Г45, 46, 49]).

Одновременно и независимо от Л. Берса полная теория функций, удовлетворяющих уравнению (I), ныне именуемая теорией обобщенных аналитических функций, была построена И. Н. Векуа и опубликована в фундаментальной работе [8]. В этой работе получены представления первого и второго рода обобщенных аналитических функций через аналитические функциивводятся ядра уравнения (I), с помощью которых строится обобщенный интеграл типа Коши, выводится обобщенная интегральная формула Кошиполучены разложения обобщенных аналитических функций в обобщенные степенные ряды 1-го родаизучается широкий класс краевых задач для уравнения (I) — указаны применения обобщенных аналитических функций к задачам безмомент-нойтеории оболочек.

Интерес к теории обобщенных аналитических функций и ее приложениям особенно возрос после появления в свет монографии И.Н.Ве-куа [ 93, в которой дано полное изложение многолетних исследований ее автора, а также, некоторых результатов его учеников и последователей (Б.Боярский, В. С. Виноградов, И. И. Данилюк и др.). В этой монографии, в частности, в весьма общей постановке исследованы различные краевые задачи, представляющие естественное обобщение и дальнейшее развитие граничных задач классической теории аналитических функций (см. [31, 17, 14]) — особо следует отметить, что в ней важное место занимают приложения теории обобщенных аналитических функций к теории бесконечно малых изгибаний поверхностей и безмоментной теории оболочек. Теория обобщенных аналитических функций находит также важные применения в теории упругости (см., например, 12, 18, 37]), нелинейной теории оболочек [34], теории бесконечно малых изгибаний высшего порядка (см., например, [34, 19, 20]).

Методы работ [8] и [9], представляющие дальнейшее развитие-методов, созданных ранее в исследованиях И. Н. Векуа об эллиптических уравнениях с аналитическими коэффициентами с двумя независимыми переменными [7], оказались весьма плодотворными в дальнейшем развитии теории обобщенных аналитических функций (см., например, 15, 6, .3, 15, 18, 28, 25, 30, 40]).

В теории обобщенных аналитических функций и ее приложениях одно из центральных мест занимают вопросы, связанные с представлением решений уравнения Карлемана-Векуа. в виде функциональных рядов, близких по своей природе к степенным рядам. Представления 1-го и 2-го рода обобщенных аналитических функций позволяют строить обобщенные степенные ряды двух видов: обобщенные степенные ряды 1-го рода — ряды обобщенных рациональных функций и обобщенные степенные ряды 2-го рода — ряды обобщенных степенных функций (по терминологии И.Н.Векуа). Обобщенные степенные ряды 1-го рода подробно изучены И. Н. Векуа [8,, 9] (см. -также [51]). В работах [44] и [45] дается полное исследование рядов формальных степеней (по терминологии Л. Берса). С другой стороны, до последних лет оставалась не разработанной теория обобщенных степенных рядов 2-го родав монографии И. Н. Векуа [9] дается лишь общая характеристика этих рядов и отмечается, что для них «можно, по-видимому, доказать» аналог теоремы Тейлора (см. [9], стр. 210). Отметим здесь же, что, как будет видно из полученных в работе результатов, обобщенные степенные ряды 2-го рода по сравнению с другими известными аналогами степенных рядов наиболее полно сохраняют основные свойства последних. Следует отметить также, что к необходимости исследовать вопрос о разложении обобщенных аналитических функций в обобщенные степенные ряды 2-го рода естественным образом приводит ряд задач теории выпуклых оболочек и теории бесконечно малых изгибаний поверхностей. Ниже всюду обобщенные степенные ряды 2-го рода будем называть просто обобщенными степенными рядами.

В диссертационной работе на основе специальных разложений ядер уравнения Карлемана-Векуа по обобщенным степенным функциям развивается достаточно полная теория обобщенных степенных рядов (второго рода), исследуется характер зависимости от параметра решений уравнений Бельтрами и Карлемана-Векуа с коэффициентами, зависящими от этого параметра, и на основе полученных результатов дается решение ряда задач о равновесии замкнутых выпуклых оболочек.

Работа состоит из четырех глав.

Первая глава носит вспомогательный характер. В ней указаны понятия и факты (в удобной для наших целей форме), систематически используемые в работе. Из этой главы приведем только обозначения и определения, необходимые для изложения некоторых основных результатов диссертации.

Через L р, 2, р >4, обозначается пространство заданных на всей комплексной плоскости (D функций J, для которых конечна норма ^.

Шр, а=СД lJCZ)|Pdcody)VifOHnjrf)|)dccdy)^ г^ц, — п 12К<| mi.

С CG) — пространство непрерывных ограниченных на G с (D функций, IJ J C (G)= Sup C^CG), О < ос ^ 4 , — пространстве во, состоящее из всех функций класса С С G), удовлетворяющих на G условию Гёльдера с показателем ос (класс таких функций прерывные производные до порядка гп включительно, причем обозначим через Н^ CG),)| J || c^CQ) = || J || cCG) + Н (J, ск, G),.

— пространство функций J, имеющих в замкнутой области G не eC^CG), B =.

В p? oo «p> 2 — пространство, состоящее удовлетворяющих условиям: р, оо «cfljoo-o, 6- jeНPj-e с- «9 J, 0. jeLpC®> р производные понимаются в обобщенном смысле), с нормой.

IflBpj00=H (J, ^.(c)HVlLpw'IVIbpwi.

Множество функций, заданных на множестве G с (D и принимающих Л значения в банаховом пространстве X, обозначим через X.

Ниже всюду предполагается, что коэффициенты уравнения Карлемана-Векуа (I) принадлежат пространству L р, 2, р > 2. Функция цУ называется решением уравнения (I) в области О е С, если для каждой точки G-, исключая, быть может, точки некоторого дискретного относительно G множества &-иу, существует окрестность, в которой иГ обладает обобщенной (в смысле С.Л.Соболева) производной по 2 и почти всюду удовлетворяет уравнению (I). Если G" uj=, то иLT называется регулярным решением уравнения (I) в области G-. Множества решений и регулярных решений уравнения (I) в области От обозначим через Ol.*(A, B-G) и Oi (A, BG) .В случаях, когда нет необходимости указать на область, в которой UJ является решением или регулярным решением уравнения (I) будем писать иЗ в Ог,* С А, 8) или uT е Ог. (А, 8) соответственно. Решения (регулярные решения) уравнения (I) называются обобщенными аналитическими функциями класса Ov (А, В) (класса Oi (А, В)).

Через R А’В обозначим оператор, сопоставляющий каждой «Ь аналитической функции Ф и точке «Ь е (D решение уравнения.

А 8.

I) uj (s,-b) = R ' (Ч>)(2), удовлетворяющее условиям: I) функция Ъ иг (2,-Ь) = иг Се,-Ь)/Ч> (Z) — непрерывна в замыкании области аналитичности функции Ф и непрерывно продолжима на (?, причем utf С* ^eCg^s (?) — 2) иХС2>" Ь) не обращается в нуль р ~ ни в одной точке расширенной комплексной плоскости- 3) ur (-Ь,-Ь)=<|. Ядра и обобщенные степенные функции класса Оъ* (А, 8) (уравнения (I)) обозначим через ц, сС=4,2 и UK, к= 0,±1, ±2 соответственно:

U toy^Vw"), и^аад-С^Сг-а^;

2к 20.

A, В,.

Наряду с функциями II мы рассматриваем также обобщенные стеК пенные функции вида.

Ядра и обобщенные степенные функции сопряженного с (I) уравнения.

0 иУАиг'-Вйг=0 (!') обозначим черезО^, о (=Н, 2 и U^, V^, К = 0, ±4, ±2,. .

Во второй главе дается достаточно полное исследование вопросов, связанных с представлением обобщенных аналитических функций в виде обобщенных рядов (2-го рода). Предварительно в § 2.1 устанавливаются некоторые свойства обобщенных степенных функций, а в § 2.2 выводятся некоторые соотношения для ядер уравнения Карлема-на-Векуа, в частности, установлена связь между ядрами различных уравнений определенного вида, получены разложения этих ядер в ряды обобщенных степенных функций, обобщающие известные элементарные разложения ядра Коши. Эти результаты имеют определенный самостоятельный интерес и могут быть применены при исследовании различных свойств обобщенных аналитических функцийна их основе в § 2.3 даны разложения обобщенных аналитических функций в ряды Тейлора и Лорана, доказывается аналог теоремы Голубева-Привалова, установлены необходимые и достаточные условия разрешимости неоднородной задачи линейного сопряжения для обобщенных аналитических функций, установлены также необходимые и достаточные условия для того, чтобы регулярное на всей плоскости решение неоднородного уравнения Карлемана-Векуа обращалось в нуль на бесконечности с некоторым заданным порядком.

Приведем некоторые основные результаты П главы.

Теорема 2.1. Пусть Г — кусочно-гладкая простая замкнутая кривая, окружающая точку г0 Ф °о. Тогда имеют место равенства г (4).

Rer-JV (г, (2,2o)dg= I K, m, г где I = i (I =~l), если Кит четные (нечетные) и к j m к, т ' f. 2 ]+ [ г3]= ~ ' I К) П1 = 0 во всех остальных случаях.

Теорема 2.2. Для любого натурального числа К имеют место формулы: (?-2o)H (i-Zo)~Hrie G,-к), (56).

2 ф-ь, 2 Ф, (6а).

J (66) (К), л где О, cL = , — ядра уравнения ot.

8W+ Aw + 8KW=0, B = B (2)(2-^)K (2−2o)" k, со. (7).

2 «К.

Теорема 2.3. Ядра уравнения (I) представляются в виде рядов а,(*.*)-£ |ul^bA^^-U^Cbfi^J?^), (8а).

Я^Ч iU-SC"Jb>*°V>%> U2 (86) при I 2−2о | < | -b-2o|, и.

00 *-j- -jafei)=-| S uj-b^u^fea,)-U Ji, msJtA), <<�") при I 2−2o|>|-fc-2o|.

Ряды (8a, 6)((9a, 6)) сходятся абсолютно и равномерно внутри области {(Ч-Ь): |2−2o!R} ({(2,-t): [2−20|> R, | -fc — 2о I < R }) при любом R > 0. В § 2.1 доказываются равенства v' a?)V (i?)-V' ft2) V (гя)>

— 2CK±0 ° 2k ° -2к-Л > °J ак+А 5 о/.

Y2(l.

Теорема 2.6. Если функция иУрегулярное решение уравнения (I) в области G и 20 — произвольная точка G, то в любом круге К ъ С 20) с G эту функцию можно представить в виде суммы сходящихся рядов со.

10(2) =2 a UK (2,2J3 (ioa) к=о К К и оо? 6Л С2'8<0″ (ЛИ) коэффициенты которых определяются по формулам, а = RG —.

2к 23Ть.

1^(2) U' .(2,2o)d2,.

— еск+о 4 а =-Re.

23Ti.

12−2о|=Р.

6 =Re.

UJ (2)v' (% 20) d2,.

2k 2? JTu J.

12).

6 =- Re—- f L0″ C2) V' fe^cte,.

1г-2о1=р где скр<�ъ.

Теорема 2.7. Если функция Ltf — регулярное решение уравнения (I) в кольце Кг R Сго): O^Z< 12−20| < R, то эту функцию можно представить в виде суммы сходящихся в указанном кольце рядов оо.

UJ (2)=Z aKUK (2,2o) (I3a).

К=-оо И оо ш) коэффициенты которых определяются по формулам (II) и (12), соответственно, где R [, а индекс К пробегает значения О, ±4 9± 2,. .

Теорема 2.8. Пусть UJ — регулярное решение уравнения (I) в кольце К «(20), 1 ь О и пусть m (p)= max |lu (z)|, pe]zR[ Тогда коэффициенты лорановских разложений (13а, б) функции uJ удовлетворяют неравенствам (неравенства Коши): l.

14).

I К: 'Л&tradeIs м ¦m <-?>?*> к=0> где М — постоянная, зависящая только от коэффициентов уравнения (I), a j> - произвольное число из интервала ]?/- R [•.

Теорема 2.9. Пусть Ф — суммируемая функция на простой замкнутой спрямляемой кривой Г, ограничивающей конечную одно-связную область G • Для того, чтобы существовала функция из класса Gi (А, ВG-), представимая обобщенным интегралом Ко-ши, угловые граничные значения которой совпадают с ЧЧ?) почти везде на Г, необходимо и достаточно, чтобы выполнялись условия.

Im J’PC^VJ К = (15) г.

Представления (8 а, б) и (9 а, б) ядер уравнения Карлемана-Ве-куа являются аналогами известных элементарных разложений ядра Ко-ши. Теоремы 2.6 и 2.7, представляют собой обобщение теорем Тейлора и Лорана. Теорема 2.9 обобщает теорему Голубева-Привалова на обобщенные аналитические функции.

Разложения ядер уравнения Карлемана-Векуа оказываются полезными и при изучении некоторых граничных задач. В качестве примера в п. 4 § 2.3 рассматривается задача линейного сопряжения для обобщенных аналитических функций:

Найти кусочно-регулярное решение уравнения (I) с граничной линией Г, имеющее конечный порядок на бесконечности, по граничному условию ur+Ct) = G (-fc)ur-Ct) + g (-b) на Г, (16) где Г — совокупность конечного числа простых гладких замкнутых кривых, не имеющих общих точек, G и g — заданные функции класса Н ^ (Г), О < с£ ^ А, причем G СЪ) ф О всюду на Г, из" 1″ С-Ь) и UJ~(-b) — граничные значения искомой функции uJ" на Г соответственно слева и справа (относительно выбранного на Г положительного направления).

В приложениях особый интерес представляют решения задачи (16), удовлетворяющие на бесконечности условию.

ЫГ (2)= О С12|-гт>), (17) где m — заданное целое неотрицательное число.

Установлено, что если зе^т—) (ае = [ат.д&(Ъ)]г — индекс задачи (16)), то общее решение задачи (16)-(17) линейно зависит от 2(зе-т+0 произвольных вещественных постоянныхесли ае ^ гп — 2 «то для разрешимости задачи (16)-(17) необходимо и достаточно выполнение условий:

Im J^'ftd J^db=0, К = ОИэ., 2Ст-ае)-3? (18) г х+ ш.

Л (А | где V (2)=V (2- 0) — обобщенные степенные функции класса.

К к.

Зг. (- А, — 8' «), X — каноническое решение задачи линейного сопряжения для аналитических функций с граничным условием на.

Г: 9 + (t)=G (404>" а).

А |.

Функции = K = OJ, 2(m-se—3, составляют полную систему решений задачи линейного сопряжения для функций класса Gz. А, ~ В) с граничным условием на Г: tu,+a)=[G (-t)]HLCfl-a)? удовлетворяющих на бесконечности условию иа’С2) = 0С1 2|т" 2).

В п. 5 § 2.3 расскатривается неоднородное уравнение.

0иУ+АиГ + 6uCT=F, (19) 2 где A, 8, FsLpja, р > 2 — кроме того предполагается, что вблизи бесконечности.

F (2) = 0(|?rm) для некоторого •.

Существует единственное регулярное на всей плоскости решение уравнения (19), исчезающее на бесконечности. В приложениях часто возникает необходимость, установить необходимые и достаточные условия для того, чтобы это решение обращалось в нуль на бесконечности с некоторым заданным порядком. С помощью формул (6 а, б) доказывается следующее утверждение: для того, чтобы регулярное на всей плоскости решение уравнения (19) удовлетворяло на бесконечности условию.

11 100 = 0 О 2ГК) для некоторого К, , необходимо и достаточно выполнение условий.

R<

U ft) F.

20) D i где U: (2) = Uj (2−0) — обобщенные степенные функции уравнения J J.

I).

В третьей главе рассматриваются уравнения Карлемана-Векуа и Бельтрами с зависящими от параметра коэффициентами.

В § 3.1 изучается характер зависимости решений уравнения.

Э UJ + A uJ+ В. йУ=0. (2I).

2 Я, А от параметра Зь, пробегающего некоторый интервал I числовой оси. Предполагается, что Ад, В^е Lpj2, р>2.

Пусть ~ аналитическая функция в (D, а 20 в (D — произвольная точка. Тогда иО^ (2,20)= (2) ляется вполне определенной функцией параметра Л" в I. Установлено, что если Ал, Вл е LTp, е — непрерывные, диф|еренцируе-мне или аналитические функции в точке е I, то иУ^ (г, г0)= (% > также является непрерывной, дифференцируемой или аналитической, соответственно, функцией параметра JL в точке Л>о со значениями в пространстве С С©-).

Установлено, также, что если, , ^ е Ls ^ р>2-непрерывные, дифференцируемые или аналитические функции в точке JbQ е I, то исчезающее на бесконечности регулярное в (D решение уравнения иУ+ BQuJ= R g Л Л> Jb является непрерывной, дифференцируемой или аналитической, соответственно, функцией параметра Л в точке jb0 со значениями в пространстве С ((D)*.

В § 3.2 рассматривается уравнение Бельтрами.

9 uT-JU д Щ-=0, (22) а л 2 где JJ — функция параметра jb, пробегающего некоторую область GG ' 00 значениями в пространстве L ^ ((D). Предполагается, что при всех jb е G выполняется условие.

I^JL.ce,^ -соп8Ъ< 4.

Доказывается следующее утверждение: если jj е L р С для некоторого р > 2, достаточно близкого к 2, или, если JJ л е [ L р ((D) П С^ CC)]G, р > 2, то уравнение (22) допускает решение вида.

-."-If".

23) осуществляющее при любом A>eG гомеоморфное отображение расширенной комплексной плоскости на себя. При этом, если ju^ е L р (- непрерывная (аналитическая) функция параметра Л в точке Л>0 е &, то иО^ (2) — 2 является непрерывной (аналитической) функцией параметра Л в точке JbD со значениями в пространстве В р> <�" •.

В четвертой главе, применяя результаты предыдущих глав, решаются задачи об определении напряженного и деформированного состояний выпуклой замкнутой оболочки постоянной толщины. За основу принимается вариант теории оболочек, развитый И. Н. Векуа в работах [ 11−13], основанный на определенном допущении относительно распределения сил напряжений в оболочке и представляющий собой обобщение безмоментной теории оболочек.

Пусть П — оболочка постоянной толщины 2ft с регулярной серединной поверхностью S ъ = Ъ (аз" 9 ос2'). Рассмотрим координатную систему (ос), связанную с нормально связанной с 5 координатной системой (аУ) преобразованием вида ос*= ос°Ч ас", асе', ее3'-, oL= ±, 2.

CD3 = CD3!,.

25) где со* е (G X [- R]), ? ^ 2, G — область плоскости, на которую гомеоморфно отображается S при данной параметризации. Семейство координатных систем, нормально связанных с S, обозначим через R1, а семейство координатных систем вида (25) О через l| •.

В работе И. Н. Векуа [12] доказано, что в произвольной системе координат (со1) е f1 при заданном поперечном поле сил напряжений Р3 система уравнений равновесия оболочки для каждого фиксированного значения Л> е [- Rft ] нормальной координаты з1.

X приводится к системе уравнений безмоментной теории оболочек. В случае выпуклой оболочки эту систему можно записать в виде неоднородного уравнения Карлемана-Векуа для комплексной функции напряжений. Для этого координатную систему (ф", ос2'- нужно подобрать так, чтобы она была сопряженно-изометрической на з1 поверхности S^: ос = cons-b, т. е. так, чтобы в этой системе координат вторая основная форма поверхности Sjb имела канонический вид. Но в произвольной системе координат (cc'jeF1 з1, на всех поверхностях ос = const задается одна и та же параметризация С зв1' ' зс2'). Легко проверить, что эта параметризация может оказаться сопряженно-изометрической одновременно для двух поверхностей S и, иЦ Ф Л2″ тогда и только тогда, когда S — сферическая поверхность. Следовательно, если оболочка не является сферической, то сопряженно-изометрическую параметризацию нужно строить для каждой координатной поверхнос-з' ти S ' og = X = cons-b в отдельности и, стало быть, в процессе решения задачи невозможно оставаться в одной фиксированной координатной системе (со') е Fj. Это обстоятельство приводит О нас к необходимости, использовать для параметризации выпуклой оболочки координатные системы из семейства.

В § 4.1 показано, что при заданном поперечном поле сил напряжений система уравнений равновесия оболочки редуцируется к системе уравнений безмоментной теории оболочек для каждого фиксированного значения нормальной координаты а? ив том случае, когда оболочка отнесена к произвольной системе координат С ос) е F6 .

В § 4.2 доказывается, что если S — регулярная поверхность класса Cm, m ^ 3, положительной главной кривизны, то в Fs существует система такая, что индуцированные ею параметризации на всех эквидистантных с S поверхностях являются сопряженно-изометрическимив этой системе координат систему уравнений равновесия оболочки можно записать в виде уравнения Карлемана-Вез куа с зависящими от нормальной координаты ас коэффициентами и правой частью.

В § 4.3 решается задача равновесия замкнутой оболочки с регулярной серединной поверхностью класса Cm, т 3 положительной главной кривизны. Задача об определении напряженного состояния оболочки приводится к отысканию регулярного на всей плоскости решения уравнения.

— г-, fluJ+Bitf-F, в Г eL, р> 2, (26) удовлетворяющего на бесконечности условию иг 00-О CIS Г4). (27) v/b.

Существует единственное регулярное в (D решение уравнения (26), исчезающее в бесконечностионо имеет вид D где > - ядра уравнения (26). С помощью формул.

5а, б) устанавливаются необходимые и достаточные условия для того, чтобы функция UX^(^) удовлетворяла условию (27). Они накладывают определенные ограничения на заданное заранее поперечное поле сил напряжений Р3 и выражают условия статического равновесия поверхностей Sj^ - ее- = JL = cons-b, (как абсолютно жестких тел), когда на эти поверхности действует некоторое поле сил, выражающееся через заданное поперечное поле сил напряжений и объемные силы, действующие в оболочке.

В п. 2 § 4.3 путем применения закона Гука только для компонент тангенциального поля напряжений определяется деформированное состояние замкнутой оболочки с регулярной серединной поверхностью положительной главной кривизны. Напряженное состояние оболочки при этом считается заданным и, кроме того, принимается гипотеза Кирхгоффа-Лява о том, что при деформации оболочки длины поперечных волокон не изменяются.

В п. 3 § 4.3 приводится упрощенная схема решания задачи об определении напряженного состояния оболочки с регулярной серединной поверхностью положительной главной кривизны, основанная на приближенном представлении тангенциального поля напряжений в з виде полинома относительно нормальной координаты ос. Поперечное поле напряжений в этом случае считается заданным.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах автора [21−24].

Основные результаты диссертации в разное время докладывались на семинарах Института прикладной математики им. академика И.Н.Ве-куа Тбилисского государственного университвта, на Ш международном симпозиуме по теории оболочек (Тбилиси, 1978 г.), на международной конференции по комплексному анализу и его применениям в теории дифференциальных уравнений в частных производных (Галле, 1ДР, 1980 г.), на всесоюзной конференции по дифференциальным уравнениям в частных производных, посвященной памяти акад. АН УССР Я. Б. Лопатинского (Львов, 1981 г.), на всесоюзной конференции по дифференциальным уравнениям в частных производных (Тбилиси, 1982 г.).

Результаты диссертации систематически обсуждались на семинарах кафедры высшей математики факультета кибернетики и прикладной математики ТГУ (руководитель семинара проф. Р.А.Кордзадзе) и отдела комплексного анализа и его применений Института прикладной математики им. академика И. Н. Векуа ТГУ (руководитель семинара проф. Г. Ф.Манджавидзе).

Считаю своим долгом с глубоким уважением и благодарностью вспомнить своего научного руководителя академика И. Н. Векуа, советы и указания которого способствовали выполнению данной работы.

Результаты работы В. С. Виноградова LI6] дают возможность, путем повышения требований относительно гладкости коэффициента J* уравнения (I), освободиться от условия 2 < р <�• 2+ &(>!*), л которое накладывает определенное ограничение на поведение функции jd (•) в бесконечности. G.

Имеет место следующее утверждение: если ju в ((П)П1.р (а-)] ,.

О < о (^ 1, р > 2, me N +, то уравнение (I) допускает решение вида (3), осуществляющее при любом гомеоморфное отображение расширенной комплексной плоскости на себя. При этом, если j^J е Lp ((К) — непрерывная (аналитическая) функция в точке Я о е G, то uJ^(2)-2 является непрерывной (аналитической) функцией параметра Л в точке со значениями в пространстве В р, оо •.

В самом деле, в [16] доказано, что для любого jI е Goneратор У — П непрерывно обратим в Lp ©, р>2. Значит, если ju е Lp ((D)g непрерывна (аналитична) в точке л. ^ то функция п также будет непрерывной аналитической) функцией параметра. А в точке Я0. В силу теоремы 1.4 отсюда следует, что если y^eLp ((D)& - непрерывна (аналитична) в точке Л0 е G, то функция иУя (г)-2 = о G СТ |л)(в)еВр, в также является непрерывной (аналитической) функцией параметра А. е точке Хо.

Докажем теперь, что при любом фиксированном X е G функция иУ^(2) принимает один и только один раз любое фиксированное значение, А. Действительно, функция 03*^(2) = иГя (2ЬА., которая, очевидно, является решением уравнения (I), в силу теоремы 1.5 вблизи бесконечности имеет вид.

4+ 0 12| Р ]- (3.2.13).

11ГЯС2) = 2 согласно теореме 2.4 из [9}, гл. 2, эта функция принадлежит классу (т>) для любого компактного множества Т) с (D .Из л Л.

13) следует, что приращение ат-о аУ^ (2) вдоль окружс 01 ности достаточно большого радиуса с центром в точке 2=0 равно I. Значит, в силу принципа аргумента (см. [9], гл. 2, теорема 2.8) найдется единственная точка, где функция иУл (?) имеет нуль 1-го порядка, т. е. в точке ' и только в этой точке (г) принимает значение, А, что и требовалось доказать.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Л. Лекции по квазиконформным отображениям. — М., 1969. — 134 с.
  2. А.Я., Соловьев 10.И. Пространственные задачи теории упругости. М., 1978. — 462 с.
  3. Н.К. Эллиптические системы дифференциальных уравнений первого порядка на плоскости в дробных пространствах и краевые задачи. Докторская диссертация. Матем. институт им.
  4. В.А.Стеклова АН СССР, 1979.
  5. В. Круг и шар. М., 1967. — 232 с.
  6. .В. Обобщенные решения системы дифференциальных уравнений первого порядка эллиптического типа с разравными коэффициентами. Матем. сборник, 1957, т. 43(93), с. 451−503.
  7. .В. Теория обобщенного аналитического вектора. -Annales Polonicri Ifetthematici, 1966, XYII, s.
  8. И.Н. Новые методы решения эллиптических уравнений. М., 1948.
  9. И.Н. Системы дифференциальных уравнений первого порядка эллиптического типа и граничные задачи с применением к теории оболочек. Матем. сборник, 1952, 31(79):2, с. 217−314.
  10. И.Н. Обобщенные аналитические функции. М., I959-. -625 с.
  11. И.Н. Основы тензорного анализа и теории ковариантоЕ. -М., 1978. 296 с.
  12. И.Н. Некоторые общие методы построения различных вариантов теории оболочек. М., 1982. — 286 с.
  13. И.Н. Об одном классе статически определимых задач теории оболочек. Сообщ. АН ГССР, 1976, т. 83, В 2, с. 273−276.
  14. И.Н. Об одном классе статически определимых задач теорииоболочек. Сообщ. АН ГССР, 1976, т. 83, В 3, с. 529−532.
  15. Н.П. Системы сингулярных интегральных уравнений. М., 1968. — 380 с.
  16. B.C. Исследование граничных задач для эллиптических систем первого порядка. Математические заметки, 1973, т. 14, № 2, с. 291−304.
  17. B.C. О разрешимости одного сингулярного интегрального уравнения. ДАН СССР, 1978, т. 241, № 2, с. 272−274.
  18. Ф.Д. Краевые задачи. М., 1977. — 640 с.
  19. И.И. Исследование пространственных осесимметричных краевых задач. Сибирск. матем. журнал, 1963, т. 6, № 4, с. I27I-I3I0.
  20. Н.В. О бесконечно малых изгибаниях высшего порядка поверхностей положительной кривизны. Тезисы докладов конференции молодых ученых Тбилисского гос. ун-та, Тбилиси, 1974, с. 69−70.
  21. Н.В. Применение обобщенных аналитических функций к задачам бесконечно малых изгибаний поверхностей. -Komplexe Analisis and ihre Anwendung auf partielle Differentialglei-chungen, Halle (Saale), 1977, s. 98.
  22. Калдани Н.В. Determination of the stressed state of convex composite sells.. Theory of sells, North-Holland
  23. Publ. Company, 1980, s. 345 352.
  24. Н.В. Разложения ядер уравнения Карлемана-Векуа в ряды обобщенных степенных функций и некоторые их применения. -Граничные задачи обобщенных аналитических функций и их применения, сборник статей, изд. ТГУ, Тбилиси, 1983, с. 17−62.
  25. Р.А., Эль-Кашиф A.M. Общее представление решений линейной системы уравнений первого порядка эллиптического типа с двумя независимыми переменными. Сб. трудов факультета кибернетики и прикладной математики ТГУ, 1980, с.
  26. С.Л. Квазиконформные отображения и римановы поверхности. Новосибирск, 1975. — 196 с.
  27. Г. С. Краевые задачи и сингулярные уравнения со сдвигом. М., 1977. — 448 с.
  28. Л. Г. Краевая задача типа задачи Риглана для систем дифференциальных уравнений первого порядка эллиптического типа и некоторые интегральные уравнения. Ученые записки Таджикского гос. ун-та, 1957, т. 10, с. 32−79.
  29. К.Н. О некоторых граничных свойствах обобщенных аналитических функций. ДАН СССР, 1967, т. 181, В 6, с. 1335−1338.
  30. В.Н. Краевые задачи со свободными границами для эллиптических систем уравнений. Новосибирск, 1977. — 424 с.
  31. Н.И. Сингулярные интегральные уравнения. М., 1972. — 512 с.
  32. Е.И. Некоторые обобщения двумерных задач теории упругости. Комплексный анализ и его приложения. Сборник статей, посвященный академику И. Н. Векуа к 'его семидесятилетию, 1. М., 1978, с. 447−449.
  33. И.И. Граничные свойства аналитических функций. М., 1950. — 336 с.
  34. А.В. Геометрические методы в нелинейной теории уп- 129 ругих оболочек. М., 1967. — 280 с.
  35. Г. Н. 0 р -аналитических функциях комплексного переменного. ДАН СССР, 1947, т. 58, В 7, с. 1258−1278.
  36. Г. Н. Особые точки и. вычеты р -аналитических функций комплексного переменного. ДАН СССР, 1948, т. 60, 5, с. 769−772.
  37. Г. Н. Теория и применение р -аналитических и (Pj'v) -аналитических функций. Киев, 1973. — .422 с.
  38. С. Лекции о топологических.принципах теории аналитических функций. М., 1964. — 226 с. .
  39. В.А. Функциональный анализ. М., 1980. — 496 с.
  40. З.Д. К вопросу о деформации поверхности с точкой уплощения. Матем. сб., 1978, т. 89(131), № 1(9), с. 61−82.
  41. .В. Об обобщенных решениях одной системы уравнений в частных производных. Матем. сборник, 1945, 17(59), с. 193 209.
  42. Beltrami Е. Sulle funcioni potenziali di sistemi simmetrici intorno ad un asse.- Opere mat., Milano, 1911, v.3, s. 115 128.
  43. Beltrami E. Sulle teoria delle funzioni potenziali simmetri-che ibid. Opere mat., Milano, 1911, v. 3, s. $ 49−377 .
  44. Bers L. Theory of pseudo-analytic functions, — Nev York University, 195 345. Bers L. Formal powers and power series. Comm. a App. Math.1956, 9, s. 693−711.
  45. Bers L. and Agmon S. The expansion theorem for pseudo-anali-tic functions. Proc. Amer. Math. Soc., 1952, 3, N5, s.757−764.
  46. Bers L. and Gelbart A. On a Glass of Differential Equations in Mechanics of Gontinua. Quart, of Appl. Math., 1943, 1, s. 168−188.
  47. Carleman T. Sur les systemes aux derive’es partielles du premier ordere a deux variables. С. R., Paris, 1935″ 197″ s. 471−474.
  48. Theodoresco N. Theses, Paris, 1931.55• Theodoresco N. La de’rive’es are’olaire. Ann. Koumaist Math. Gahier, Bucharest, 1936, 3.
  49. Weinstein A. Discontinuons Integrals and Generalized Potential Theory, — Transactions, Amer. Math. Soc., 1948, 63, 2, s. 342−354.
Заполнить форму текущей работой