弹性力学-
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弹性力学知识点总结弹性力学是固体力学的重要分支,主要研究弹性体在外界因素作用下产生的应力、应变和位移。
以下是对弹性力学主要知识点的总结。
一、基本假设1、连续性假设:假定物体是连续的,不存在空隙。
2、均匀性假设:物体内各点的物理性质相同。
3、各向同性假设:物体在各个方向上的物理性质相同。
4、完全弹性假设:当外力去除后,物体能完全恢复到原来的形状和尺寸,不存在残余变形。
5、小变形假设:变形量相对于物体的原始尺寸非常小,可以忽略高阶微量。
二、应力分析1、应力的定义:应力是单位面积上的内力。
2、应力分量:在直角坐标系下,有 9 个应力分量,分别为正应力(σx、σy、σz)和剪应力(τxy、τyx、τxz、τzx、τyz、τzy)。
3、平衡微分方程:根据物体的平衡条件,可以得到应力分量之间的关系。
三、应变分析1、应变的定义:应变是物体在受力后的变形程度。
2、应变分量:包括线应变(εx、εy、εz)和剪应变(γxy、γyx、γxz、γzx、γyz、γzy)。
3、几何方程:描述了应变分量与位移分量之间的关系。
四、位移与变形的关系位移是指物体内各点位置的变化。
通过位移可以导出应变,从而建立起位移与变形之间的联系。
五、物理方程物理方程也称为本构方程,它描述了应力与应变之间的关系。
对于各向同性的线弹性材料,物理方程可以表示为应力与应变之间的线性关系。
六、平面问题1、平面应力问题:薄板在平行于板面且沿板厚均匀分布的外力作用下,板面上无外力作用,此时应力分量只有σx、σy、τxy。
2、平面应变问题:长柱体在与长度方向垂直的平面内受到外力作用,且沿长度方向的位移为零,此时应变分量只有εx、εy、γxy。
七、极坐标下的弹性力学问题在一些具有轴对称的问题中,采用极坐标更为方便。
极坐标下的应力、应变和位移分量与直角坐标有所不同,需要相应的转换公式。
八、能量原理1、应变能:物体在变形过程中储存的能量。
2、虚功原理:外力在虚位移上所做的虚功等于内力在虚应变上所做的虚功。
弹性力学课后习题及答案弹性力学课后习题及答案弹性力学是力学的一个重要分支,研究物体在受力作用下的形变和应力分布规律。
在学习弹性力学的过程中,课后习题是巩固所学知识、提高解题能力的重要环节。
本文将为大家提供一些常见的弹性力学课后习题及其答案,希望对大家的学习有所帮助。
一、弹性体的应力与应变1. 一个长为L,截面为A的弹性体,在受力F作用下产生了长度为ΔL的形变。
求该弹性体的应变。
答案:根据胡克定律,应变ε等于形变ΔL与原始长度L的比值,即ε = ΔL / L。
2. 一个弹性体的应变为ε,如果该弹性体的截面积为A,求该弹性体在受力F作用下的应力。
答案:根据胡克定律,应力σ等于受力F与截面积A的比值,即σ = F / A。
二、弹性体的应力分布1. 一个长为L,截面为A的弹性体,在受力F作用下,其应力沿着截面的分布是否均匀?答案:根据胡克定律,应力σ等于受力F与截面积A的比值,即σ = F / A。
由此可知,应力与截面积成反比,即截面积越大,应力越小;截面积越小,应力越大。
因此,弹性体受力作用下的应力分布是不均匀的。
2. 一个长为L,截面为A的弹性体,在受力F作用下,其应力是否与截面的形状有关?答案:根据胡克定律,应力σ等于受力F与截面积A的比值,即σ = F / A。
由此可知,应力与截面积成正比,即截面积越大,应力越小;截面积越小,应力越大。
因此,弹性体受力作用下的应力与截面的形状有关。
三、弹性体的弹性模量1. 一个弹性体的应力为σ,应变为ε,求该弹性体的弹性模量E。
答案:根据胡克定律,应力σ等于弹性模量E与应变ε的乘积,即σ = E * ε。
由此可得,弹性模量E等于应力σ与应变ε的比值,即E = σ / ε。
2. 一个弹性体的弹性模量为E,如果该弹性体的截面积为A,求该弹性体在受力F作用下的形变。
答案:根据胡克定律,形变ΔL等于弹性模量E与受力F的乘积再除以截面积A,即ΔL = (E * F) / A。
2.1弹性力学理论基础弹性力学也称弹性理论,主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移,从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。
在研究对象上,弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。
材料力学基本上只研究杆状构件;结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构,即所谓杆件系统;而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。
弹性力学是固体力学的重要分支,它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力,也称为弹性理论。
它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础,广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。
2.1.1弹性力学基本概念弹性力学问题的求解主要基于以下几个基础理论。
1.牛顿(Newton)定律弹性力学是一门力学,它服从Newton所提出的三大定律,即惯性定律﹑运动定律,以及作用与反作用定律。
质点力学和刚体力学是从Newton定律演绎出来的,而弹性力学不同于理论力学,它还有新假设和新定律。
2.连续性假设所谓连续性假设,就是认定弹性体连续分布于三维欧式空间的某个区域之内,与此相伴随的,还认定弹性体中的所有物理量都是连续的。
也就是说,我们将假定密度、位移、应变、应力等物理量都是空间点的连续变量,而且也将假定空间的点变形前与变形后应该是一一对应的。
3.广义虎克(Hooke)定律所谓广义Hooke定律,就是认为弹性体受外载后其内部所生成的应力和应变具有线性关系。
对于大多数真实材料和人造材料,在一定的条件下,都符合这个实验定律。
线性关系的Hooke定律是弹性力学特有的规律,是弹性力学区别于连续介质力学其他分支的标识。
Newton定律、连续性假设和广义Hooke定律,这三方面构成了弹性力学的理论基础。
弹性力学的研究方法主要有数学方法和实验方法,以及二者结合的方法。
数学方法基本上是根据弹性力学的基本方程,对在某种假设的前提下的物体进行弹性分析,从而得出物体的各种力学参数。