弹性力学第3章(徐芝纶第五版)
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(完整版)徐芝纶弹性力学主要内容及知识点1.弹性力学是研究弹性体由于受到外力作用、边界约束或温度改变等原因而引起的应力、形变和位移。
2外力分为体积力和面积力。
体力是分布在物体体积内的力,重力和惯性力。
体积分量,以沿坐标轴正方向为正,沿坐标轴负方向为负。
面力是分布在物体表面上的力,面力分量以沿坐标轴正方向为正,沿坐标轴负方向为负。
3内力,即物体本身不同部分之间相互作用的力。
3弹性力学中的基本假定:连续性,完全弹性,均匀性,各向同性,小变形假定。
凡是符合连续性、完全弹性、均匀性、各向同性等假定的物体称之为理想弹性体。
连续性,假定整个物体的体积被组成这个物体的介质所填满,不留下任何空隙。
完全弹性,指的是物体能完全恢复原形而没有任何剩余形变。
均匀性,整个物体时统一材料组成。
各向同性,物体的弹性在所有各个方向都相同。
4求解弹性力学问题,即在边界条件上,根据平衡微分方程、几何方程、物理方程求解应力分量、形变分量和位移分量。
弹性力学、材料力学、结构力学的研究对象分别是弹性体,杆状构件和杆件系统。
解释在物体内同一点,不同截面上的应力是不同的。
应力的符号不同:在弹性力学和材料力学中,正应力规定一样,拉为正,压为负。
切应力:弹性力学中,正面沿坐标轴正方向为正,沿负方向为负。
负面上沿坐标轴负方向为正,沿正方向为负。
材料力学中,所在的研究对象上任一点弯矩转向顺时针为正,逆时针为负。
5.形变:所谓形变,就是形状的改变。
包括线应变(各各线段每单位长度的伸缩,即单位伸缩和相对伸缩,伸长时为正,收缩时为负);切应变(各线段直接直角的改变,用弧度表示,以直角变小时为正,变大为负)6试述弹性力学平面应力问题与平面应变问题的主要特征及区别:平面应力问题:几何形状,等厚度薄板。
外力约束,平行于板面且不沿厚度变化。
平面应变问题:几何形状,横断面不沿长度变化,均匀分布。
外力约束,平行于横截面并不沿长度变化。
7.主应力:设经过P点的某一斜面上的切应力等于0,则该斜面上的正应力称为P点的一个主应力;应力主向:该斜面的法线方向称为该斜面的一个应力主向。
弹性力学徐芝纶课后习题及答案弹性力学是固体力学的重要分支,对于工程技术领域有着广泛的应用。
徐芝纶先生所著的弹性力学教材备受推崇,其中的课后习题更是帮助学习者巩固知识、深化理解的重要途径。
接下来,让我们一起深入探讨一下其中的一些典型习题及答案。
首先,我们来看一道关于平面应力问题的习题。
题目给出了一个矩形薄板,在其边界上受到特定的载荷分布,要求求解板内的应力分布。
对于这类问题,我们首先需要根据已知条件,确定边界条件。
在这个例子中,矩形板的四条边上可能分别有均布力、集中力或者固定约束等。
然后,我们运用弹性力学中的平衡方程、几何方程和物理方程来建立求解方程。
平衡方程描述了物体内部的力的平衡关系;几何方程则将位移与应变联系起来;物理方程则反映了应力与应变之间的关系。
通过联立这些方程,并结合边界条件,我们可以使用数学方法(如傅里叶级数展开、分离变量法等)进行求解。
经过一系列的计算和推导,我们得到板内的应力表达式。
需要注意的是,在计算过程中,要仔细处理各项的系数和积分,确保计算的准确性。
再来看一道关于应变能的习题。
已知物体的应力状态,要求计算其应变能密度。
应变能密度的计算需要先根据应力求出应变,然后利用应力应变的关系计算应变能密度。
这道题主要考察对基本概念和公式的熟练掌握程度。
在求解过程中,要清晰地记住各种应力和应变的分量关系,以及它们在不同坐标系下的转换。
同时,对于复杂的应力状态,要善于运用矩阵运算来简化计算。
还有一道关于厚壁圆筒的习题。
题目给出了圆筒的内外半径、材料属性和承受的内压外压,要求求解圆筒内的应力分布。
对于这种轴对称问题,我们可以利用拉梅方程来求解。
首先确定圆筒的边界条件,即内表面和外表面的压力。
然后代入拉梅方程进行求解。
在计算中,要注意公式中各项的物理意义和单位的统一。
并且要理解厚壁圆筒在不同半径处应力的变化规律。
下面我们来探讨一下答案的重要性以及如何正确使用答案。
答案是对习题的一种验证和参考,但不能完全依赖答案。