弹塑性力学
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弹塑性力学习题答案弹塑性力学习题答案弹塑性力学是力学中的一个重要分支,研究物体在外力作用下的弹性变形和塑性变形。
通过学习弹塑性力学,我们可以更好地理解材料的变形行为以及结构的稳定性。
下面是一些弹塑性力学学习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是弹性变形和塑性变形?弹性变形是指物体在外力作用下发生的可逆变形,当外力撤除后,物体可以恢复到原来的形状。
而塑性变形是指物体在外力作用下发生的不可逆变形,即使外力撤除,物体也无法完全恢复到原来的形状。
2. 什么是弹性模量和塑性模量?弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形的能力的物理量,记作E。
它的单位是帕斯卡(Pa)。
弹性模量越大,物体越难发生弹性变形。
塑性模量是衡量物体抵抗塑性变形的能力的物理量,记作G。
它的单位也是帕斯卡(Pa)。
塑性模量越大,物体越难发生塑性变形。
3. 什么是屈服点和屈服强度?屈服点是指物体在外力作用下发生塑性变形的临界点,即当外力超过一定程度时,物体开始发生塑性变形。
屈服强度是指物体在屈服点处所承受的最大外力,也就是物体开始发生塑性变形时的外力大小。
4. 什么是弹性极限和断裂强度?弹性极限是指物体在外力作用下能够恢复到原来形状的最大外力,也就是物体发生弹性变形的临界点。
断裂强度是指物体在外力作用下发生断裂的最大外力,也就是物体完全破坏的外力大小。
5. 什么是杨氏模量和泊松比?杨氏模量是衡量物体在弹性变形时应力和应变之间关系的物理量,记作Y。
它的单位是帕斯卡(Pa)。
杨氏模量越大,物体越难发生弹性变形。
泊松比是衡量物体在受到外力作用时,横向收缩相对于纵向伸长的比例关系的物理量,记作ν。
它是一个无单位的数值,通常在0和0.5之间。
泊松比越大,物体在受到外力作用时横向收缩的程度越大。
这些弹塑性力学学习题的答案只是对相关概念的简单解释,实际的弹塑性力学问题可能更加复杂。
在解决实际问题时,我们需要综合运用弹塑性力学的理论知识,并结合实际情况进行分析和计算。
弹性力学:1.应力:应力是描述一点内力各个方向上单位面积上的作用力的极限值,由于内力具有多重方向性因而应力也有多重方向性,需要用9个量描述,但表面独立的量有6个,实际上这6个量之间真正独立的只有3个。
2.应变;应变是描述一点的变形程度的物理量,变形包括伸缩和方向改变。
一点的应变是一个复杂的物理现象,需要6个量描述,但独立的量只有3个。
3.体积力:作用在物体每一点的外力。
比如每一点都有的重力。
4.面力:作用在物体表面的外力。
比如水给大坝表面的压力。
5.斜面应力公式:一点任一方向的面上的应力与这一点的6个坐标应力之间的关系,这个关系用于应力边界条件和斜面应力的计算。
物体表面的任一点的应力和该点的面力是相同的大小和方向。
6.平衡微分方程:分析一点:反映一点的体积力与该点的6个坐标应力之间的受力平衡的方程,方程是偏微分形式的方程。
直角坐标下的方程形式上简单,其它坐标的复杂些。
7.可能应力:满足应力边界条件和平衡微分方程的应力场(该点进入弹塑性阶段时还要满足应力形式的屈服条件),因为应力对应的应变不一定是真实应变,因此只满足应力方程的应力只是可能应力而不一定是真实应力。
8.位移:分析一点:一点变形前后的位置差值。
变形体研究的位移是该点空间位置的连续函数。
9.几何方程:分析一点:反映一点位移与该点应变之间关系的方程。
直角坐标的几何方程形式上是最简单的,而其它坐标的复杂些。
10.变形协调方程:变形体不出现开裂或堆叠现象,即一点变形后产生的位移是唯一的,这时对一点的应变分量之间的相互约束关系。
直角坐标下的方程形式上简单,其它坐标的复杂些。
11.物理方程:这是材料变形的固有性质,反映一点应力与应变之间的约束关系,这种约束关系和坐标选取无关,即各种坐标下的物理关系都是相同的函数。
12.弹性:弹性指物体在外界因素(外荷载、温度变化等)作用下引起变形,在外界因素撤除后,完全恢复其初始的形状和尺寸的性质。
13.完全弹性:材料变形性质只有弹性而没有其他如流变、塑性等变形性质。
弹塑性力学基础理论与应用弹塑性力学是力学中一个重要的分支,涵盖了弹性力学和塑性力学的基本原理和应用。
本文将简要介绍弹塑性力学的基础理论和一些应用领域。
一、弹塑性力学的基础理论1. 弹性力学理论弹性力学研究材料在外力作用下的弹性变形及其恢复过程。
根据胡克定律,应力与应变成正比。
弹性力学理论通过应力张量与应变张量之间的关系描述了弹性材料的力学行为。
弹性模量是弹性力学的重要参数,表征了材料的刚度。
2. 塑性力学理论塑性力学研究材料在超过弹性极限后的变形行为。
当外力超过材料的弹性极限时,材料会发生塑性变形,而不是立即恢复到原来的形状。
塑性力学理论包括弹塑性本构方程的建立和塑性流动规律的描述。
3. 弹塑性力学理论弹塑性力学是弹性力学和塑性力学的综合应用。
它考虑了材料在弹性和塑性行为之间的转换。
在某些情况下,材料可以同时表现出弹性和塑性特性。
弹塑性力学理论利用不同的本构关系来描述材料在变形过程中的不同阶段。
二、弹塑性力学的应用1. 材料工程弹塑性力学在材料工程领域中具有重要的应用价值。
通过研究材料的弹性行为和塑性行为,可以确定材料的强度、韧性和耐久性,从而指导材料的选用和设计。
在材料的加工过程中,弹塑性力学理论也可以用于模拟和预测材料的变形行为。
2. 结构工程在结构设计和分析中,弹塑性力学也发挥着重要作用。
结构的承载能力和变形行为与材料的弹性和塑性特性密切相关。
通过考虑弹塑性行为,可以更准确地评估结构的安全性和稳定性。
3. 土木工程土木工程中的地基和土壤材料往往存在复杂的弹塑性特性。
弹塑性力学可用于分析土壤的沉降和变形行为,以及地基的稳定性。
在岩土工程中,弹塑性力学理论也可以用于分析岩土体的稳定性和变形行为。
4. 金属加工金属的塑性变形是金属加工过程中的核心问题。
弹塑性力学理论可以用于研究金属的屈服和流动行为,从而指导金属的模具设计和加工工艺的优化。
总结:弹塑性力学是力学中的一个重要分支,它综合了弹性力学和塑性力学的基础理论与应用。
弹塑性力学总结弹塑性力学的任务是分析各种结构物或其构件在弹性阶段和塑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。
并且弹塑性力学是以后有限元分析、解决具体工程问题的理论基础,这就要求我们掌握其必要的基础知识和具有一定的计算能力。
通过一学期的弹塑性力学的学习,对其内容总结如下:一、弹性力学1、弹性力学的基本假定求解一个弹性力学问题,通常是已知物体的几何形状(即已知物体的边界),弹性常数,物体所受的外力,物体边界上所受的面力,以及边界上所受的约束;需要求解的是物体内部的应力分量、应变分量与位移分量.求解问题的方法是通过研究物体内部各点的应力与外力所满足的静力平衡关系,位移与应变的几何学关系以及应力与应变的物理学关系,建立一系列的方程组;再建立物体表面上给定面力的边界以及给定位移约束的边界上所给定的边界条件;最后化为求解一组偏分方程的边值问题。
在导出方程时,如果考虑所有各方面的因素,则导出的方程非常复杂,实际上不可能求解.因此,通常必须按照研究对象的性质,联系求解问题的范围,做出若干基本假定,从而略去一些暂不考虑的因素,使得方程的求解成为可能。
(1)假设物体是连续的.就是说物体整个体积内,都被组成这种物体的物质填满,不留任何空隙。
这样,物体内的一些物理量,例如:应力、应变、位移等,才可以用坐标的连续函数表示.(2)假设物体是线弹性的。
就是说当使物体产生变形的外力被除去以后,物体能够完全恢复原来形状,不留任何残余变形.而且,材料服从虎克定律,应力与应变成正比。
(3)假设物体是均匀的.就是说整个物体是由同一种质地均匀的材料组成的。
这样,整个物体的所有部分才具有相同的物理性质,因而物体的弹性模量和泊松比才不随位置坐标而变.(4)假设物体是各向同性的。
也就是物体内每一点各个不同方向的物理性质和机械性质都是相同的.(5)假设物体的变形是微小的。
即物体受力以后,整个物体所有各点的位移都小于物体的原有尺寸,因而应变和转角都远小于1。