Engineering Transactions, 17, 2, pp. 299-329, 1969

Optymalne Kształtowanie Pręta Ściskanego Siłą Skierowaną do Bieguna

A. Gajewski
Politechnika Krakowska
Poland

M. Życzkowski
Politechnika Krakowska
Poland

In the present work the problem has been solved of optimalization of shape of an elastic rod compressed by a force directed towards a constant point the pole, located on the axis of the undeformed rod. On the basis od Chentsov's method which consists of finding the extreme of a functional - the volume of the rod, for a fixed critical force the equation of the bending line of an optimal rod has been derived, valid for three cases: a plane-convergent rod deviating «from the plane» of convergence, a uniformly universally convergent rod and a plane-convergent rod deviating the plane» of convergence. Furthermore the influence of the heterogeneity of Young's modulus on the optimal shape of a rod has been considered and the heterogeneity of an optimal prismatic rod has been round. The profit on material has been calculated, resulting from the substitution of a prismatic rod by an optimal rod bearing the same critical force depending on the position of the pole and a variety of numerical examples are presented. The problem has been solved on the basis of the statical criterion of stability which, due to the «conservativeness» of the load, could be applied for any arbitrary positions of the pole.
Full Text: PDF
Copyright © Polish Academy of Sciences & Institute of Fundamental Technological Research (IPPT PAN).

References

H. BLASIUS, Zeitsch. für Math. und Physik, 62 (1914), 182-197.

G. BÜRGERMEISTER, H. STEUP, Stabilitätstheorie, Akad.-Verlag, Berlin 1957.

T. CLAUSEN, Über die Form architektonischer Säulen, Bull, physico-math. et astronomique, 1 (1849-1853), 279-294.

H. Г. Ченцов, Стойки наименьшего веса, Труды ЦАГИ, 265, 1936.

D. DMITRIJUK, Sita krytyczna ramienia dźwigu przy wyboczeniu z płaszczyzny zawieszenia, Rozpr. Inżyn., 1, 15 (1967), 73-91.

В. И. Феодосиев, Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов, Изд, Наука, Москва 1967.

J. B. KELLER, The Shape of the Strongest Columa, Arch. Rat. Mech. Anal., 4, 5 (1960), 275-285.

8. И. Я. Коган, Устойчивость поворотных колонн башенных кранов, Расчет простран-ственных конструкций, 4, Москва 1958, 57-71.

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

W. KRZYŚ, M. ZYCZKOWSKI, Klasyfikacja problemów kształtowania wytrzymałościowego, Czas. Techn. 2, 68 (1963), 1-3.

W. KRZYŚ, Optymalne kształtowanie z uwagi na stateczność, ściskanych slupów cienko-ściennych o profilu zamkniętym, Mechanika, Zesz, nauk. Pol. Krakowskiej, nr 4, 1967.

P. LAASONEN, Nurjahdustuen edullisimmasta poikkipinnanvalinnasta [On the Selection of the Most Advantageous Cross-section of a Buckling Bar], Tekn. Ailk. 2, 38 (1948), 49-52.

J. L. LAGRANGE, Sur la figure des colonnes, Miscellanca Taurinensia, 5 (1770-1773), 123.

14. E. Л. Николаи, Задача Лагранжа о пайвыгоднейшем очертании колонн, Труды по механике, Москва 1955, 9-44.

Я. Г. Пановко, И. И. Губанова, Устойчивость и колебания упругих систем, Москва 1967.

R. ROSMAN, Knickuntersuchung des elastisch eingespannten Kragträgers mit. veränderlichem Trägheitsmoment unter dem Einfluss poltreuer Belastung, Österr. Ing.-Zeit., 5, 3 (1960), 173-174.

R. ROSMAN, Beitrag zur Ermittlung der Knicklängenbeiwerte elastisch eingespannterKragträger unter dem Einfluss poltreuer Belastung, Österr. Ing.-Zeit., 2, 3 (1960), 74-76.

R. ROSMAN, Iznalezenie stabilitetnog kriterija elasticno upete konsole promjenljivog momenta inercije pod uticajem sile promjenljivog smjera, Tehnika, 4, 16 (1961).

J. TADJBAKHSH, J. B. KELLER, Strongest columms and isoperimetric inequalities for eigen- values, J. Appl. Mech., 29 (1962), 159-164.

J. E. TAYLOR, The strongest column, J. Appl. Mech., 34, (1967), 486-487.

M. ŻYCZKOWSKI, W sprawie doboru optymalnego kształtu prętów osiowo ściskanych, Rozpr. Inzyn. 4, 4 (1956), 441-456. 22. M. ŻYCZKOWSKI, Referat wygłoszony na konferencji ZMOC IPPT PAN w Kołobrzegu (1966).

, M. ŻYCZKOWSKI, Wyboczenie sprężysto-plastyczne niektórych prętów niepryzmatycznych, Rozpr. Inżyn., 2, 2 (1954), 231-289.