弹性力学学习心得

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弹性力学 总结

弹性力学 总结

弹性力学总结弹性力学是研究物体在外力作用下的变形和应力的科学。

它是力学的一个分支,广泛应用于工程领域中的结构设计和材料力学等方面。

在本文中,我将对弹性力学进行总结,从基本概念到应用和发展趋势等方面进行阐述。

弹性力学的基本概念可以追溯到17世纪,当时有很多科学家开始研究物体的变形和力的关系。

罗伯特·胡克被公认为弹性力学的奠基人,他提出了著名的胡克定律,即物体的变形与受力成正比。

根据胡克定律,当外力作用在一个物体上时,它将引起物体的变形,而变形与外力之间存在线性关系。

在弹性力学中,常用的变形参数有拉伸、压缩、剪切和弯曲等。

通过测量这些变形参数,可以得到物体的应力分布。

应力是物体内部的力和单位面积之比,它反映了物体受力的程度。

根据应力的不同分布规律,可以确定物体的受力状态,从而进行结构设计和材料力学分析。

弹性力学的应用广泛,特别是在工程领域中。

在建筑设计中,弹性力学可以用于确定结构的强度和稳定性,从而确保结构的安全性。

在机械工程中,弹性力学可以用于设计和分析弹性元件,如弹簧和悬挂系统等。

此外,弹性力学还可以应用于材料研究、地质学和天体物理学等领域。

近年来,随着科学技术的发展,弹性力学也取得了一系列的进展。

例如,弹性力学在纳米材料研究中的应用日益广泛。

由于纳米材料具有特殊的力学性能,如尺寸效应和表面效应等,弹性力学理论需要进行适应性调整,以准确描述纳米材料的力学行为。

此外,基于弹性力学的模拟方法也在逐渐发展。

通过数值模拟和计算机仿真,可以更全面地研究物体的变形和应力分布。

这为结构设计和材料力学提供了更多的参考依据。

总之,弹性力学是研究物体变形和应力分布的重要科学,它在工程领域中有着广泛的应用。

通过研究物体的变形和应力分布,可以确保结构和材料的安全性和性能。

随着科学技术的进步,弹性力学也在不断发展,适应越来越复杂的材料和结构需求。

弹性力学的研究将有助于推动科技进步和实现更安全和可靠的工程设计。

弹性力学及有限元法学习总结

弹性力学及有限元法学习总结

弹性力学及有限元法学习总结摘要:本文就弹性力学的研究对象与方法,弹性力学的基本假设,研究方法,有限元法的基本思想,数学基础,有限元分析的基本步骤进行阐述。

正文:弹性力学是固体力学的一个分支学科,是研究固体材料在外部作用下(外部作用一般包括:荷载、温度变化以及固体边界约束改变),弹性变形及应力状态的一门学科。

弹性力学的研究对象:材料力学--研究杆件(如梁、柱和轴)材料力学的拉压、弯曲、剪切、扭转和组合变形等问题。

结构力学--在材料力学基础上研究杆系结构结构力学(如桁架、刚架等)。

弹性力学--研究各种形状的弹性体,如杆弹性力学件、平面体、空间体、板壳、薄壁结构等问题。

弹性力学研究方法:在研究方法上,弹力和材力也有区别:弹力研究方法:在区域V内严格考虑静力学、几何学和物理学三方面条件,建立三套方程; 三套方程在边界s 上考虑受力或约束条件,建立边界条件并在边界条件下求解上边界条件; 边界条件述方程,得出较精确的解答。

弹性力学的基本假设:1)连续性,假定物体是连续的。

连续性因此,各物理量可用连续函数表示。

2)均匀性与各向同性假设假定固体材料是均匀的,并且在各个方向上物理特性相同,也即材料的物理性质在空间分布上是均匀的(或不变的)3)小变形假设假定固体材料在受到外部作用(荷载、温度等)后的位移(或变形)与物体的尺寸相比是很微小的,在研究物体受力后的平衡状态时,物体尺寸及位置的改变可忽略不计,物体位移及形变的二次项可略去不计,由此得到的弹性力学微分方程将是线性的。

4)完全弹性假设假设固体材料是完全弹性的。

5)无初始应力假设假定外部作用(荷载、温度等)之前,物体处于无应力状态,由弹性力学所求得的应力仅仅是由外部作用(荷载、温度等)所引起的。

有限元法的基本思想:有限元是一种结构分析的方法,先把所有系统分解为他们的元件或单元,这些元件的行为已经被充分的了解,再把元件重新组装成原来的系统。

及将连续的求解区域离散为一组由有限个单元组成并按一定方式相互连接在一起的单元组合体来加以分析。

(完整word版)弹塑性力学总结

(完整word版)弹塑性力学总结

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。

弹性力学课程总结

弹性力学课程总结

弹塑性力学课程学习总结弹塑性力学主要是对物体在发生变形时进行的弹性力学和塑性力学分析,由于塑性力学比较复杂,发展还不够完善,所以以弹性力学为主要内容。

下面是对本课程的学习总结。

弹性力学是固体力学的重要分支,它研究物体在外力和其它外界因素作用下产生的弹性变形和内力。

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。

塑性力学研究的是物体发生塑性变形时的应力和应变。

物体变形包括弹性变形与塑性变形。

在外力作用下产生形变车去外力可以恢复原状是塑性变形;当外力达到一定值后,撤去外力,不再恢复原状是塑性变形。

当外力由小到大,物体变形由弹性变为弹塑性最后变为塑性直至破坏。

弹性变形是应力与应变一一对应。

主要任务是研究物体弹塑性的本构关系和荷载作用下物体内任一点应力变形。

为了便于研究我们常需要做一些假设,弹塑性力学的假设为:1、均匀连续性假设2、材料的弹性性质对塑性变形无影响3、时间对材料性质无影响4、稳定材料,荷载缓慢增加5、小变形假设。

弹性力学在研究对象上与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。

在材料力学和结构力学中主要是采用简化的可用初等理论描述的数学模型;在弹性力学中,则将采用较准确的数学模型。

有些工程问题(例如非圆形断面柱体的扭转,孔边应力集中,深梁应力分析等问题)用材料力学和结构力学的理论无法求解,而在弹性力学中是可以解决的。

有些问题虽然用材料力学和结构力学的方法可以求解,但无法给出精确可靠的结论,而弹性力学则可以给出用初等理论所得结果可靠性与精确度的评价。

弹性力学包括平面问题,空间问题,柱体扭转,能量原理,虚功原理和有限元法等。

在研究过程中,需要列出基本方程,空间问题有15个基本方程,包括平衡方程,物理方程,变形协调方程和边界条件。

弹性力学学习心得范文

弹性力学学习心得范文

弹性力学学习心得范文弹性力学是一门研究物体在外力作用下产生的形变和变形恢复过程的力学学科。

在学习弹性力学的过程中,我深刻认识到弹性力学的重要性和应用广泛性,并通过实例分析和解决问题的方法,提高了自己的问题解决能力和学习能力。

以下是我对于弹性力学学习心得的总结。

首先,在学习弹性力学的过程中,我了解到了弹性力学作为应用数学领域中的一个重要分支,具有广泛的应用前景。

弹性力学可以应用于结构设计、材料力学、地震工程等领域,并且在工程学、医学、生物学等多个领域中都有重要的应用。

其次,在学习弹性力学的过程中,我掌握了一些基本的概念和理论。

弹性力学主要研究物体在外力作用下的弹性变形,其中包括应力、应变、弹性模量等重要概念。

通过学习弹性力学基本原理和应用方法,我对弹性体的弹性变形规律有了较为深入的了解。

然后,在学习弹性力学的过程中,我通过实例分析和解决问题的方法,提高了自己的问题解决能力和学习能力。

我将所学的理论运用到实际问题中,通过分析和计算,找到了解决问题的方法,并且在实践中加深了对弹性力学的理解和应用。

最后,在学习弹性力学的过程中,我认识到了科学研究的重要性和严谨性。

科学研究需要以客观的态度去研究问题,通过实验和计算来验证理论,从而得出科学结论。

通过学习弹性力学,我对科学研究的方法和过程有了更为清晰的认识。

总结起来,通过学习弹性力学,我不仅掌握了一门重要的力学学科,而且提高了自己的问题解决能力和学习能力。

弹性力学作为应用数学的一个重要分支,具有广泛的应用前景,对于工程学、医学、生物学等多个领域都有重要的意义。

因此,我将继续深入学习弹性力学,并将其应用于实际问题中,为社会发展做出更大的贡献。

粘弹性力学学习心得

粘弹性力学学习心得

粘弹性力学学习心得粘弹性力学是一门研究物质在应力作用下产生的持久形变和弹性恢复的力学学科。

它在工程学和材料科学等领域中具有重要的应用价值。

在我学习粘弹性力学的过程中,我深刻体会到了它的重要性和应用前景,同时也遇到了一些挑战和困惑。

下面,我将详细介绍我学习粘弹性力学的心得体会。

首先,我深入学习了粘弹性力学的基本理论。

粘弹性力学包括粘性流动和弹性变形两个方面。

粘性流动主要研究物质在应力作用下的流变性质,弹性变形主要研究物质在应力作用下的形变和弹性恢复。

我对这两个方面的理论进行了系统的学习,通过数学模型和实验结果的结合,深入理解了物质在应力作用下的变形和恢复机制。

我学习了粘弹性模型,包括线性粘弹性模型和非线性粘弹性模型,并学会了如何使用这些模型来描述和解决实际问题。

我还学习了粘弹性力学的应用领域,包括材料科学、地震工程、生物医学等。

其次,我进行了大量的实验研究。

粘弹性力学是一门实验密集型的学科,需要通过实验来验证理论模型和理解物质的粘弹性行为。

在实验中,我学习了如何设计和进行粘弹性实验,包括材料的制备、试样的制备和测量技术的选择。

我学习了使用拉伸试验、剪切试验和动态力学分析等方法来研究材料的粘弹性行为。

通过实验,我不仅加深了对粘弹性力学的理解,还培养了实验操作和数据处理的能力。

再次,我深入探索了粘弹性力学的应用价值。

粘弹性力学在工程学和材料科学等领域中有很多应用。

特别是在材料工程中,粘弹性力学是研究材料的高性能和长寿命的基础。

通过学习粘弹性力学,我发现它在开发新材料、改进材料性能和设计新产品方面有着巨大的潜力。

我也了解到粘弹性力学在其他领域的应用,比如地震工程中的结构抗震性能评估、生物医学中的组织工程和药物输送等。

这些应用领域的发展也为粘弹性力学的研究提供了新的动力。

最后,我也遇到了一些困难和挑战。

粘弹性力学是一门复杂的学科,涉及多种物理现象和数学模型。

在学习过程中,我发现需要充分理解和掌握多个学科的知识,包括力学、物理和数学等。

弹性力学总结

弹性力学总结

通过圣维南原理的使用,可以将一些难以处理的边界条件
转化为基本方程所能够满足的边界条件,使得弹性力学问题得 到解答。
应用的注意事项:
1、取代原力系的必须是静力等效力系:主失量和主矩相等。 2、应用时不能讨论局部应力场。
弹性力学问题的提出
极坐标中的基本方程和边界条件
(1)平衡微分方程

1 f 0 2 1 f 0
(2)几何方程
(4-9)

u
u 1 u u u 1 u
(4-13)
弹性力学问题的提出
(3)物理方程(平面应力问题)
1 ( ) E 1 ( ) E 2(1 ) E
xБайду номын сангаас
0, 0,
o
a ( )
a

r
rd cos ( ) r rd sin 0 rd sin ( ) r rd cos 0
y
a ( )
a

r
M
0, ( ) r rd r M 0
习题课
A cos 2 B sin 2 C D
(3)求应力分量一般表达式:将上式代入(4-15),得 应力分量为:
1 1 2 1 2 2 4 A cos 2 4 B sin 2 2 2 0 1 1 ( ) 2 2 A sin 2 2 B cos 2 C
2 2
0
2
(4-14)

弹性力学读书报告

弹性力学读书报告

一弹性力学的感化1. 弹性力学与材料力学.构造力学的分解应用,推进了工程问题的解决.弹性力学又称为弹性理论,是指被研讨的弹性体因为受外力感化或因为温度转变等原因而产生的应力.应变和位移.弹性力学的义务与材料力学.构造力学的义务一样,是剖析各类构造物或其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和刚度,并追求或改良它们的盘算办法.然而,这三门学科的研讨对象上有所分工,研讨办法也有所不合.弹性力学具体的研讨对象重要为梁.柱.坝体.无穷弹性体等实体构造以及板.壳等受力体.在材料力学课程中,根本上只研讨所谓杆状构件,也就是长度弘远于高度和宽度的构件.这种构件在拉压.剪切.曲折.扭转感化下的应力和位移,是材料力学的重要研讨内容.在构造力学课程中,主如果在材料力学的基本上研讨杆状构件所构成的构造,也就是所谓杆件体系,例如桁架.刚架等.至于非杆状的构造,例如板和壳以及挡土墙.堤坝.地基等实体构造,则在弹性力学课程中加以研讨.假如要对于杆状构件进行深刻的.较精确的剖析,也必须用到弹性力学的常识.固然在材料力学和弹性力学课程中都研讨杆状构件,然而研讨的办法却不完整雷同.在材料力学中研讨杆状构件.除从静力学.几何学.物理学三方面进行剖析以外,大都还要引用一些关于构件的形变状况或应力散布的假设,这就大大简化了数学推演,但是,得出的解答有时只是近似的.在弹性力学中研讨杆状构件,一般都不必引用那些假定,因而得出的成果就比较精确,并且可以用来校核材料力学中得出的近似解答.固然,弹性力学中平日是不研讨杆件体系的,然而近几十年来,许多人曾致力于弹性力学和构造力学的分解应用,使得这两门学科越来越亲密地联合.弹性力学接收了构造力学中超静定构造剖析办法后,大大扩大了它的应用规模,使得某些比较庞杂的本来无法求解的问题,得到懂得答.这些解答固然在理论上具有必定的近似性,但应用在工程上,平日是足够精确的.在近二十几年间成长起来的有限元法,把持续弹性体划分成有限个有限大小的单元,然后,用构造力学中的位移法.力法或混正当求解,加倍显示了弹性力学与构造力学分解应用的优越后果.此外,对统一构造的各个构件,甚至对统一构件的不合部分,分离用弹性力学和构造力学或材料力学进行盘算,经常可以节俭许多的工作量,并且能得到令人知足的成果.总之,材料力学.构造力学和弹性力学这三门学科之间的界线不是很明显,更不是一成不变的.我们不应该强调它们之间的差别,而应该更多地施展它们分解应用的威力,才干使它们更好地为我国的社会主义扶植事业办事.2. 弹性力学在工程上的应用越来越深刻,越来越普遍.在工程中消失的问题习惯上有如下的一些提法,如强度.刚度.稳固性.应力分散,波的传播.振动.响应.热应力等问题,这些都是弹性力学应用研讨的对象.强度问题是研讨受载荷物体中的应力散布和应力程度,研讨在如何的载荷下不产生永远变形.刚度问题是研讨受载荷物体在如何的载荷下应变或位移达到划定许可的限度.稳固性问题是研讨弹性构造或构造元件在静力或动力均衡时产生不稳固情形的前提.应力分散问题是研讨当物体中有孔口或缺口消失时,在其邻近产生应力增高现象.弹性动力学有波的传播.振动和响应等问题,因为考核的物体大小.外形,鸿沟前提及其固有性质不合,以及所考核问题的外载荷和时光段的不合,故有上述问题的提法和分类,但本质上都和波的传播有关.在近代航天.航空.帆海.海洋.机械.土木.化工等工程范畴中不竭地提出上述各类问题须要解决,在设计时请求高度的精确性,这都离不开弹性力学的应用,也在促进弹性力学的成长.3. 弹性力学的基本常识是精确应用有限元的基本.今朝,有限单元法已经在航空.造船.机械.冶金.建筑等工程部分普遍应用,并取得明显后果,它是一种行之有用的偏微分方程数值解的盘算办法.如今各行各业都已经失去了必定命量的贸易有限元程序.若何使这些程序为更多的人控制和应用,极大限度地施展和应用这些程序解决工程问题,是异常重要的.但是有限元贸易程序不是一个“傻瓜”式的应用程序,它是基于必定的基本理论常识,如用有限元求解构造的应力.应变问题就是基于弹性力学的常识树立起来的,对弹性力学常识的控制和懂得程度直接关系到有限元程序应用的后果.二.弹性力学在经常应用坐标系下的根本方程归纳从静力均衡,变形几何,应力应变三个方面的前提求得的根本方程有::.1均衡微分方程:个中,感化于物体体积上的应力为:A={,,,,,,} ,感化于微元体上的体力三个分量为:,,.本式暗示了应力分量与体力分量之间的关系,称为均衡微分方程,又成纳维叶(Navier)方程.2.1.2几何方程:个中,,,,,,为6个应变分量;,,为3个位移分量.2.1.3物理方程:,以上公式就是各向同性材料的广义Hooke定律,暗示了线性弹性应力与应变间的关系.为横向变形系数(泊松比),E为拉压弹性模量,为剪切弹性模量,且.2.2极坐标系中的根本方程:均衡微分方程:图中所示即为极坐标系下扇形微单元体PACB的应力及应变剖析,得到以下的均衡微分方程::在极坐标系中,经由过程对物体内一点P的两个正交线元(PA=dr,PB=)的变形几何剖析,得到响应的几何方程.用和分离暗示线元PA和PB的相对伸长,即正向和切向正应变,用暗示该两个正交线元直角的变更,即剪应变.用,分离暗示P点的径向和环向位移.它的平面问题几何方程如下:2.2.3本构方程:只需将直角坐标系下本构方程的x,y用r, 调换即可得到极坐标系的本构方程,如下:2.2.4鸿沟前提:力的鸿沟前提:这里的外法向偏向余弦(l,m)是对局部标架界说的,暗示沿着r和偏向的给定面力分量.位移鸿沟前提:.三.弹性力学解题的重要办法以位移作为根本未知量,将根本方程化为用位移暗示的控制方程,鸿沟前提也化为用位移暗示;在给定的鸿沟前提下求解控制方程,从而求得位移解,然后将位移代入几何方程求导得到应变,再将应变代入本构方程得到应力解.此法的症结在于导出位移暗示的控制方程,其方程如下:平日称为拉姆(Lame)方程,即位移法求解的控制方程.位移鸿沟前提:.3.2应力解法以应力为根本未知量,将根本方程化为用应力暗示的控制方程,鸿沟前提也用应力暗示,在给定的鸿沟前提下求解控制方程得到应力解,将应力解代入本构方程得到应变解,再应用几何方程积分可以求得位移解.应力法的控制方程如下:(1)均衡方程(2)相容方程应力法的鸿沟前提如下:由上面的公式可以看出:假如问题是常体力,单连通,应力边值问题,因为在控制方程和鸿沟前提中都不含材料常数,是以应力解与材料无关.四.例题如图所示单位厚度平板,两头受均布压力P感化下,上,下鸿沟刚性束缚,不斟酌摩擦,不计体力,用位移法求解板的应力和位移.解:由对称性及上,下鸿沟的刚性束缚前提可设:u=u(x),v=0 (a)代入拉姆方程式,第2式称为恒等式,第1式成为(b)解之得: u=ax+b (c)位移鸿沟前提:已主动知足.由对称性(d)将(c)式代入(d)式得: b=0从而有 u=ax (e)待定系数a可以由位移暗示的应力鸿沟前提肯定,为此将(e)式代入鸿沟前提式得:(f)右鸿沟:,代入(f)式的第1式得(g)第二个方程式为恒等式.左鸿沟成果雷同.上,下鸿沟,,第一个方程式为恒等式;因为y偏向已提位移鸿沟前提,故第二个方程不克不及作为鸿沟前提引入.将(g)式代回(e)式得位移(h)再将(h)式及v=0代入以下方程:得到应力分量:.用应力法求解例4.1给出问题的应力和位移.解:依据鸿沟上的受力情形,我们试取(a)显然,对于解(a)式,(1)已知足阁下两侧的鸿沟前提及上,下两侧无摩擦的已知前提;(2)知足了均衡方程式和相容方程式.本体为混杂边值问题,待定常数A只能由位移鸿沟前提(b)式肯定.(b)为此,必须由解(a)式解出响应的应变和位移.将(a)式代入本构方程式得:(c)应用几何方程式得第1,2式积分(d)代入几何方程的第3式,并留意到(c)式得第3式,得所以,其解为(e)于是(f)应用对称性前提和可得再应用鸿沟前提(b)式可解得(g)从而有应力和位移解:写出图中所示悬臂梁上鸿沟和右端面的鸿沟前提.解:上鸿沟(负面)上面力.负面上的应力等于对应面力上的负值,故有右鸿沟(正面)上感化有y偏向面力合力P,x偏向合力为零,面合力矩为M.按上述面力合力和合力矩正负号划定,力P沿y轴负偏向,故面合力为负(=-P,=0);面按图示坐标系,正的力偶矩偏向为逆时针偏向,故题给力偶矩为负(mz=-M),从而有以下应力鸿沟前提:。

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弹性力学学习心得
孙敬龙S4
大学时期就学过弹性力学,当时的课本是徐芝纶教授的简明版教程,书的内容很丰富但是只学了前四章,学的也是比较糊涂。

研究生一年级又学了一次弹性力学(弹性理论),所有课本是秦飞教授编着的,可能是学过一次的原因吧,第二次学习感觉稍微轻松点了,但是能量原理那一章还是理解不深入。

弹性力学是一门较为基础的力学学科,值得我们花大量的时间去深入解读。

弹性力学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。

弹性体是变形体的一种,它的特征为:在外力作用下物体变形,当外力不超过某一限度时,除去外力后物体即恢复原状。

绝对弹性体是不存在的。

物体在外力除去后的残余变形很小时,一般就把它当作弹性体处理。

弹性力学的发展大体分为四个时期。

人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了,比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。

当时人们还是不自觉的运用弹性原理,而人们有系统、定量地研究弹性力学,是从17
世纪开始的。

发展初期的工作是通过实践,探索弹性力学的基本规律。

这个时期的主要成就是R.胡克于1678年发表的弹性体的变形与外力成正比的定律,后来被称为胡克定律。

第二个时期是理论基础的建立时期。

这个时期的主要成就是,从 1822~1828年间,在?柯西发表的一系列论文中明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量概念,建立了弹性力学的几何方程、平衡(运动)微分方程,各向同性和各向异性材料的广义胡克定律,从而为弹性力学奠定了理论基础。

弹性力学的发展初期主要是通过实践,尤其是通过实验来探索弹性力学的基本规律。

英国的胡克和法国的马略特于1680年分别独立地提出了弹性体的变形和所受外力成正比的定律,后被称为胡克定律。

牛顿于1687年确立了力学三定律。

同时,数学的发展,使得建立弹性力学数学理论的条件已大体具备,从而推动弹性力学进入第二个时期。

在这个阶段除实验外,人们还用最粗糙的、不完备的理论来处理一些简单构件的力学问题。

这些理论在后来都被指出有或多或少的缺点,有些甚至是完全错误的。

在17世纪末第二个时期开始时,人们主要研究梁的理论。

到19世纪20年代法国的纳维和柯西才基本上建立了弹性力学的数学理论。

柯西在1822~1828年间发表的一系列论文中,明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量的概念,建立了弹性力学的几何方程、运动(平衡)方程、各向同性以及各向异性材料的广义胡克定律,从而奠定了弹性力学的理论基础,打开了弹性力学向纵深发展的突破口。

第三个时期是线性各向同性弹性力学大发展的时期。

这一时期的主要标志是弹性力学广泛应用于解决工程问题。

同时在理论方面建立了许多重要的定理或原理,并提出了许多有效的计算方法。

1855~1858年间法国的圣维南发表
了关于柱体扭转和弯曲的论文,可以说是第三个时期的开始。

在他的论文中,理论结果和实验结果密切吻合,为弹性力学的正确性提供了有力的证据;1881年德国的赫兹解出了两弹性体局部接触时弹性体内的应力分布;1898年德国的基尔施在计算圆孔附近的应力分布时,发现了应力集中。

这些成就解释了过去无法解释的实验现象,在提高机械、结构等零件的设计水平方面起了重要作用,使弹性力学得到工程界的重视。

在这个时期,弹性力学的一般理论也有很大的发展。

一方面建立了各种关于能量的定理(原理)。

另一方面发展了许多有效的近似计算、数值计算和其他计算方法,如着名的瑞利——里兹法,为直接求解泛函极值问题开辟了道路,推动了力学、物理、工程中近似计算的蓬勃发展。

从20世纪20年代起,弹性力学在发展经典理论的同时,广泛地探讨了许多复杂的问题,出现了许多边缘分支:各向异性和非均匀体的理论,非线性板壳理论和非线性弹性力学,考虑温度影响的热弹性力学,研究固体同气体和液体相互作用的气动弹性力学和水弹性理论以及粘弹性理论等。

磁弹性和微结构弹性理论也开始建立起来。

此外,还建立了弹性力学广义变分原理。

这些新领域的发展,丰富了弹性力学的内容,促进了有关工程技术的发展。

弹性力学开始的时候感觉很难,但是慢慢地看进去了,它具有特殊性;一般情况下,数学知识要具备,对于工程人员来讲,必要的方程解法是必须的;而且书上的例题是应该一步一步做。

仔细研究一本弹力书即可。

力学解决的是在外力作用下结构的响应,即求内力与变形;力学需要解决三方面的问题:(1)材料本构关系,它解决的是应力与应变之间的关系,对于弹性力学而言是线弹性的,满足虎克定律;二维平面应力与平面应变
的本构(物理)方程是三维块体的特殊形式;(2)几何关系:应变与位移之间的关系;(3)平衡方程:内外力之间的平衡关系。

如何建立外力与变形的关系,从一下关系可知:外力<=[平衡]=>内力<=[本构]=>应变<=[几何]=>变形为了消除刚体位移,还要引入边界条件,至此弹性力学问题变成了数学的偏微分方程,但直接求解还是有相当难度的;半解析法还是需要一些力学分析。

弹性力学有大部分内容是涉及求解的,如平面应力(变)、轴对称、空间问题讲的都是解法,因此需要一定的数学功底。

通过对弹性力学的学习,我感觉整本书主要针对微分方程解未知数而剩下的问题就是如何求解这些方程的问题,这也是数学和力学结合最紧密的地方。

而求解的方法无外乎两种:基于位移的求解和基于应力的求解,而前人的研究大部分都是如何使这些方程求解起来更方便。

例如,应力函数的引入就是因为同时满足平衡方程和应力表达的相容方程是很难找到的再例如伽辽金位移函数它使得原本要求的方程(非齐次微分方程)转化为求拉普拉期方程,而拉普拉斯方程在数学上已经研究的很透彻因而大大简化了求解的难度,而近代即二十世纪以来发展起来的能量法更是如此:对位移的变分方程代替了以位移表达的平衡方程及应力边界条件,对应力的变分代替了相容方程及位移边界条件,这无疑都大大简化了弹性力学基本方程的求解过程。

二十一世纪随着计算机的发展,人们已经借助计算机避免了繁琐的计算,因而会有更多更精确的方法被发现(例如有限单元法.这使得许多从前很难解决的问题基本上都能获得满足工程精度的解答。

弹性力学的发展会更加迅速,它的应用范围更加广泛,前景是非常可观的.参考资料:[1] 秦飞等.2011.弹性与塑性性理论基础.
[2]徐芝纶.2003.弹性力学简明教程.第三版.
[3] 弹性力学发展简史.。

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