Una ecuación exacta de equilibrio en el plano para membranas de gran deflexión cargadas transversalmente y su aplicación al problema de membrana de Föppl-Hencky
Autores: Sun, Jun-Yi; Wu, Ji; Li, Xue; He, Xiao-Ting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una ecuación exacta de equilibrio en el plano para membranas de gran deflexión cargadas transversalmente y su aplicación al problema de membrana de Föppl-Hencky
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Literatura
Ecuaciones de equilibrio en el plano
Problemas de membrana
Contribución de la deflexión
Solución analítica
Soluciones en series de potencias
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En la literatura existente, solo hay dos ecuaciones de equilibrio en el plano para problemas de membrana; una no tiene en cuenta en absoluto la contribución de la deflexión al equilibrio en el plano, y la otra solo la tiene parcialmente en cuenta. En este artículo, se establece una nueva y exacta ecuación de equilibrio en el plano teniendo en cuenta completamente la contribución de la deflexión al equilibrio en el plano, y se utiliza para la solución analítica del conocido problema de membrana de Föppl-Hencky. Se presentan las soluciones en series de potencias del problema, pero en forma de serie de Taylor, para superar la dificultad de convergencia. La superioridad de utilizar la expansión en serie de Taylor en lugar de la expansión en serie de Maclaurin se demuestra numéricamente. Bajo las mismas condiciones, la ecuación de equilibrio en el plano recién establecida se compara numéricamente con las dos ecuaciones de equilibrio en el plano existentes, mostrando que la nueva ecuación de equilibrio en el plano tiene una clara superioridad sobre las dos existentes. Se obtiene un nuevo hallazgo de este estudio, a saber, que el método de series de potencias utilizando la expansión en serie de Taylor es esencialmente diferente del de utilizar la expansión en serie de Maclaurin; por lo tanto, las fórmulas de recurrencia para los coeficientes de series de potencias utilizando la expansión en serie de Maclaurin no pueden derivarse directamente de las de la expansión en serie de Taylor.
Descripción
En la literatura existente, solo hay dos ecuaciones de equilibrio en el plano para problemas de membrana; una no tiene en cuenta en absoluto la contribución de la deflexión al equilibrio en el plano, y la otra solo la tiene parcialmente en cuenta. En este artículo, se establece una nueva y exacta ecuación de equilibrio en el plano teniendo en cuenta completamente la contribución de la deflexión al equilibrio en el plano, y se utiliza para la solución analítica del conocido problema de membrana de Föppl-Hencky. Se presentan las soluciones en series de potencias del problema, pero en forma de serie de Taylor, para superar la dificultad de convergencia. La superioridad de utilizar la expansión en serie de Taylor en lugar de la expansión en serie de Maclaurin se demuestra numéricamente. Bajo las mismas condiciones, la ecuación de equilibrio en el plano recién establecida se compara numéricamente con las dos ecuaciones de equilibrio en el plano existentes, mostrando que la nueva ecuación de equilibrio en el plano tiene una clara superioridad sobre las dos existentes. Se obtiene un nuevo hallazgo de este estudio, a saber, que el método de series de potencias utilizando la expansión en serie de Taylor es esencialmente diferente del de utilizar la expansión en serie de Maclaurin; por lo tanto, las fórmulas de recurrencia para los coeficientes de series de potencias utilizando la expansión en serie de Maclaurin no pueden derivarse directamente de las de la expansión en serie de Taylor.