弹塑性力学基础知识复习
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1.弹性力学的研究内容、研究对象和研究任务?基本假设?弹性力学与材料力学和结构力学的区别?弹性力学解的唯一性定理?答:弹性力学的研究弹性体由于受外力作用或温度改变等原因而发生的应力、应变和位移;弹性力学主要研究对象为,非杆状的结构(如板、壳、挡土墙、堤坝、地基等实体结构)以及杆状构建的进一步精确分析;弹性力学的研究任务是分析各种结构物或构件在弹性阶段的应力和位移,校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性,并寻求或改进它们的计算方法。
弹性力学的基本假设有5个,分别是连续性假设、完全弹性体假设、物体均匀假设、物体各向同性假设以及微小位移和变形假设。
材料力学‐‐研究杆件(如梁、柱和轴)的拉压、弯曲、剪切、扭转和组合变形等问题。
求得是一种近似解。
结构力学‐‐在材料力学基础上研究杆系结构(如 桁架、刚架等)。
弹性力学‐‐研究各种形状的弹性体,如杆件、平面体、空间体、板壳、薄壁结构等问题。
弹性力学解的解的唯一性定理:弹性体在给定体力、面力和约束条件的情况下而处于平衡时,体内各点的应力分量、应变分量的解释唯一的。
2.应力状态、应力分量、应力张量、应力张量的三个不变量的物理意义是什么? 体积改变和形状改变定理是什么?偏应力第二不变量J2的物理含义是什么? 答:应力状态:物体内同一点各方位上的应力情况。
应力分量:为了探讨各个截面应力的变化趋势,确定可以描述应力状态的参数,通常将应力矢量分解,即为应力分量。
过M 点分别于三个坐标轴相垂直的微面上的应力状况,共有9个分量,统称为一点的应力分量。
应力张量:描述一点的应力状态的张量(数学表示)。
把应力分量作为一个整体用矩阵表示为一个整体称为应力张量应力张量的三个不变量J 1、J 2、J 3:物理意义:当坐标改变时,每一应力分量都将改变,但这三个量不变。
应力张量是二阶对称张量,因此它存在三个不变量,分别用J 1、J 2、J 3表示。
J 1 应力张量的主元之和 在弹性体内任一点,任何三个垂直方向上的正应力之和为一个常数。
弹塑性⼒学总复习《弹塑性⼒学》课程第⼀篇基础理论部分第⼀章应⼒状态理论1.1 基本概念1.应⼒的概念应⼒:微分⾯上内⼒的分布集度。
从数学上看,应⼒sPF s ??=→?0lim ν由于微分⾯上的应⼒是⼀个⽮量,因此,它可以分解成微分⾯法线⽅向的正应⼒νσ和微分⾯上的剪应⼒ντ。
注意弹塑性⼒学中正应⼒和剪应⼒的正负号规定。
2.⼀点的应⼒状态(1)⼀点的应⼒状态概念凡提到应⼒,必须同时指明它是对物体内哪⼀点并过该点的哪⼀个微分⾯。
物体内同⼀点各微分⾯上的应⼒情况,称为该点的应⼒状态。
(2)应⼒张量物体内任⼀点不同微分⾯上的应⼒情况⼀般是不同的,这就产⽣了⼀个如何描绘⼀点的应⼒状态的问题。
应⼒张量概念的提出,就是为了解决这个问题。
在直⾓坐标系⾥,⼀点的应⼒张量可表⽰为=z zy zx yz yyx xz xy x ij στττστττσσ若已知⼀点的应⼒张量,则过该点任意微分⾯ν上的应⼒⽮量p就可以由以下公式求出:n m l p xz xy x x ττσν++= (1-1’a ) n m l p yz y yx y τστν++=(1-1’b )n m l p z zy zx z σττν++=(1-1’c )由式(1-1),还可进⼀步求出该微分⾯上的总应⼒p 、正应⼒νσ和剪应⼒v τ: 222z y x p p p p ++=(1-2a )nl mn lm n m l zx yz xy z y x τττσσσσν222222+++++=22ννστ-=p(1-2c )(3)主平⾯、主⽅向与主应⼒由⼀点的应⼒状态概念可知,通过物体内任⼀点都可能存在这样的微分⾯:在该微分⾯上,只有正应⼒,⽽剪应⼒为零。
这样的微分⾯即称为主平⾯,该⾯的法线⽅向即称为主⽅向,相应的正应⼒称为主应⼒。
主应⼒、主⽅向的求解在数学上归结为求解以下的特征问题:}{}]{[i n i ij n n σσ=(1-3)式中,][ij σ为该点应⼒张量分量构成的矩阵,n σ为主应⼒,}{i n 为主⽅向⽮量。
期末考试范围:1.推导公式,两类物理方程互换推导;2.平面直角坐标的逆解法,要求画出面力分布规矩;3.平面极坐标半逆解法,写出所有应力边界条件,等效应力可以不用积分最终结果。
4.半空间问题受法向集中力问题;5.平面问题的位移变分,指定里兹法,也给出了里兹法公式;6.1.推导公式,两类物理方程互换推导1[()]1[()]1[()]x x y z y y z x z z x y E E Eεσμσσεσμσσεσμσσ=-+=-+=-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=θμμεμσθμμεμσθμμεμσ211211211z z y y x x E EE若不计体力,试推到分别用应变、应力、应力函数表示的相容方程。
2.平面直角坐标的逆解法,要求画出面力分布规矩;COxybh2l 2l例:设能否作为应力函数?并分析其所能解决的问题。
223126y a y a Φ+=xF exF已知函数([)== a y3 + bx2, a、b为常数。
试分析:1.该函数能否作为应力函数使用;(7分)2.如能作为应力函数使用,在左图所示不计体力的单位厚平板上,画出上述函数能够解决的问题。
(8分)女°厂l3.平面极坐标半逆解法,写出所有应力边界条件,等效应力可以不用积分最终结果。
已知曲杆内外半径分别为a 、b '一端固定,另一端受集中力F 作用,试求应力分量半定解,并写出除固定端外的所有边界条件(不用计算待定常数)。
可设定应力函数吵=(A p '+�+Cp+Dp ln p }in ,p。
一一一一鲁酝Xo , ,p a,y4.半空间问题受法向集中力问题;里兹法·一--6-c,忒确化方程吁-c ,化曲E 点处的茄宁0千0:.To;t __ / __ (T。
I I今J某杆件所用材料的应力应变曲线为σT=B∈0.5,若杆件在颈缩前的工程应变为0.4,当工程应变再增加多少时,杆件方能进入颈缩状态。