利用應力法求解彈性力學平面問題,需要以什麼為基本未知數

2021-03-27 16:59:20 字數 3874 閱讀 1235

1樓:ip情敵

從而得出所設定的應力函式可以

解決什麼樣的問題。

半逆解法:根據所要求的問題,根據彈性體的邊界形狀和受力狀態,假設部分或者全部的應力分

量的函式形式,如果能全部滿足,從而得出應力函式,然後再考察這個應力函式能否滿足相容方程及應力

邊界條件逆解法:先設定各種形式的 滿足相容方程的應力函式,這些應力分量對應什麼樣的應力 ,求出應力分量,然後根據邊界條件來考察

在各種彈性體上,則假定的應力函式為

錯誤的,重新選取應力函式,就能得出正確答案,如果不能滿足

彈性力學平面問題的應力函式法

2樓:中地數媒

一、彈性力學平面問題的基本方程

真實的彈性體都是空間物體,但當其形狀和受力情況具有某些特點時,在數學上可按平面問題處理。平面問題分為平面應力問題和平面應變問題,兩種平面問題的基本未知量、平衡微分方程、幾何方程是相同的。

1.平衡微分方程

如不計體力,彈性力學平面問題的平衡微分方程如式(2-1)所示:

岩石斷裂與損傷

式中:σx、σy、τxy分別為正應力和切應力分量。

2.幾何方程

設平面內一點在x、y方向的位移分量為u、v;應變分量為εx、εy、γxy。則應變與位移的關係即幾何方程,如式(2-2)所示:

岩石斷裂與損傷

3.物理方程(本構方程)

平面應力問題和平面應變問題的物理方程(或稱為本構方程)不同,對於平面應力問題,在彈性範圍內,應力與應變關係如式(2-3)所示:

岩石斷裂與損傷

式中:e為材料的彈性模量;μ為泊松比;g為剪下彈性模量。對於平面應變問題,應將上式中的e、μ進行如下代換:

岩石斷裂與損傷

為求解上述方程,可採用位移法或應力法。將應力作為基本未知量求解彈性力學問題的方法稱為應力法。

二、airy應力函式法

眾多學者研究過彈性力學問題的解。2023年,airy給出一種解為

岩石斷裂與損傷

將式(24)代入式(21),不難驗證它滿足平衡微分方程。式(24)中ψ(x,y)稱為airy應力函式。為使應力函式ψ(x,y)滿足其他方程,ψ(x,y)還必須滿足變形協調條件:

岩石斷裂與損傷

即ψ(x,y)為雙調和函式,如果找到應力函式,通過應力邊界條件確定應力分量中的待定常數,然後由物理方程求應變分量,再由幾何方程求位移分量。

三、westergaard應力函式法

2023年,h.m.westergaard在《bearing pressures and cracks》中提出下列復變應力函式:

岩石斷裂與損傷

式中:分別是解析函式z=z(z)的一次積分和二次積分,即

岩石斷裂與損傷

顯然,也是解析函式。式中:z=x+iy,其中x、y都是實變數,表示單元體的位置座標。為了以後應用的方便,下面簡要介紹一下有關複變函式的一些性質。

如z=x+iy是一個復變數,則z(z)=rez(z)+iimz(z)為複變函式。若z(z)為解析函式,即複變函式z(z)在某區域上處處可導。則必須滿足柯西-黎曼條件(cauchy-riemann):

岩石斷裂與損傷

可以證明:

(1)如z(z)為解析函式,則:▽2rez=0,▽2imz=0。

即:任何復變解析函式及其實部與虛部都滿足調和方程,它們都是調和函式。

(2)z(z)可導,則有

岩石斷裂與損傷

(3)如z(z)為解析函式,則

岩石斷裂與損傷

岩石斷裂與損傷

根據複變函式的性質,可以證明式(2 6)所示的ψ是否可以作為應力函式,即證明ψ是否滿足雙調和方程:

岩石斷裂與損傷

因為z為調和函式,故

岩石斷裂與損傷

因為z為調和函式,

岩石斷裂與損傷

故ψ可作為應力函式。相應的應力分量為

岩石斷裂與損傷

將式(2-7)代入式(2-3)得

岩石斷裂與損傷

故岩石斷裂與損傷

同理可得y方向的位移分量v。位移分量u、v為

岩石斷裂與損傷

彈性力學按應力求解,按位移求解,按位移變分求解平面問題的區別!

3樓:西卡

按應力求解 即應力解法,以應力為基本未知量,通過幾何方程,本構關係,平衡方程,協調方程求解。

按位移求解 即位移解法,以位移為基本未知量,求解方法與上面類似。

位移變分就是變分法,就是通過最小余能原理,具體方法有瑞利利茲法和伽遼金法通過對總勢能變分為零求解引數,得到近似解或精確解可以理解為考慮變效能的虛位移原理。

彈性力學平面問題的基本方程有幾個

4樓:super蘇蘇

你可以這樣

bai理解:

應力是du物體裡面的力,因此zhi是未dao知的!一般問題版都是叫你求應力權方程不是嗎? 面力是物體表面的作用力,因此是已知的!

一般是作為已知條件的!你可以看得到的,通過試題的物體受力圖! 那我現在已知面力咋求應力方程呢?

只有一個辦。

5樓:匿名使用者

你好!平面問題有

兩個平衡方程

三個幾何方程

三個物理方程(8個方程)

待求未知數:兩個位移、三個應力、三個應變(8個)方程封閉,可求解

加上應力邊界條件、位移邊界條件,理論上可以求解

彈性力學平面問題一般有幾個基本未知量。若在直角標系下求解,試寫出基本未知量的符號

6樓:匿名使用者

平面問題分為 平面應力問題 和平面應變問題,都有8個場變數,分別是位移分量:

回 u, v

應變分量: εx , εy γ答xy (分別是 x,y方向的正應變以及 沿 xy的角度的變化)

應力分量: σx, σy τxy

樓主倒是把金幣給我啊~

簡述求解彈性力學平面問題的一般方法和步驟

7樓:匿名使用者

在彈性體區域內,根據微分體上的力平衡條件,建立平衡微分方程,根據微分段上應變和位移的幾何條件,建立幾何方程,再根據物理方程,然後在邊界條件下,求解彈性體區域內的微分方程,得出應力,應變和位移

什麼是彈性力學平面應力問題

8樓:

所謂平面應力問題和平面應變問題,是三維情況下的簡化.與平面垂直的方向上邊界條件限制不同.

平面應力問題,是指在在垂直這個平面的方向上,正應力為0,平板問題諧如此.

平面應變問題,是指在在垂直這個平面的方向上,正應變為0,大壩問題諧如此.

理解了嗎?

9樓:單槍不用馬

平面應力:只在平面內有應力,與該面垂直方向的應力可忽略,例如薄板拉壓問題。 平面應變:只在平面內有應變,與該面垂直方向的應變可忽略,例如水壩側向水壓問題

彈性力學的平面問題有幾個未知量

10樓:蕭蕭情話

你可以這樣理解: 應力是物體裡面的力,因此是未知的!一般問題都是叫你求

內應力方程不是容嗎? 面力是物體表面的作用力,因此是已知的!一般是作為已知條件的!

你可以看得到的,通過試題的物體受力圖! 那我現在已知面力咋求應力方程呢?只有一個辦。

彈性力學平面問題包括哪兩類聯絡及區別

11樓:豐曉昕秋笛

你好!平面問題有

兩個平衡方程

三個幾何方程

三個物理方程(8個方程)

待求未知數:兩個位移、三個應力、三個應變(8個)方程封閉,可求解

加上應力邊界條件、位移邊界條件,理論上可以求解

彈性力學的平面問題有幾個未知量,彈性力學平面問題的基本方程有幾個

你可以這樣理解 應力是物體裡面的力,因此是未知的 一般問題都是叫你求 內應力方程不是容嗎?面力是物體表面的作用力,因此是已知的 一般是作為已知條件的 你可以看得到的,通過試題的物體受力圖 那我現在已知面力咋求應力方程呢?只有一個辦。彈性力學平面問題的基本方程有幾個 你可以這樣 bai理解 應力是du...

關於彈性力學的問題,求解彈性力學問題的三個基本方程是什麼

求解彈性力學有類方程,共15個方程。3個平衡方程,6個物理方程,6個幾何方程。彈性力學是固體力學的重要分支,它研究彈性物體在外力和其他外界因素作用下產生的變形和內力,又稱彈性理論。它是材料力學 結構力學 塑性力學和某些交叉學科的基礎,廣泛應用於建築 機械 化工 航天等工程領域。彈性體是變形體的一種,...

彈性力學中的應力邊界條件是什麼,彈性力學中什麼是邊界條件啊有什麼意義啊

就是在邊界上的力平衡條件。比如一個物體放在平面上,那麼這個物體的下表面受到均布力,這個下表面上作用的均布力與物體在邊界上的應力平衡,這就是在下邊界的力邊界條件。這個要看邊界受到什麼樣的力 彈性力學中什麼是邊界條件啊 有什麼意義啊?所謂邊界條件指在運動邊界上方程組的解應該滿足的條件。彈性力學中,它研究...