弹性力学基本概念和考点汇总

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弹性力学知识点总结

弹性力学知识点总结

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。

弹性力学知识点总结

弹性力学知识点总结

一、弹性体的力学性质1.1 弹性体的基本定义弹性体是指在受力作用下可以发生形变,但在去除外力后能够完全恢复原状的物质。

弹性体的形变可以分为弹性形变和塑性形变两种,其中弹性形变是指在外力作用下形变后又能够完全恢复的形变,而塑性形变则是指在外力作用下形变后无法完全恢复的形变。

1.2 林纳与胡克定律弹性体的力学性质可以由林纳和胡克定律来描述。

林纳定律指出,在小形变范围内,弹性体的形变与受力成正比。

而胡克定律则指出,在弹性体上施加的外力与其形变之间存在线性关系,即应力与应变成正比。

二、应力应变关系2.1 应力的定义与计算应力是指单位面积上的受力大小,通常用σ表示。

应力可以分为正应力和剪应力两种,其中正应力是指垂直于物体表面的受力,而剪应力是指平行于物体表面的受力。

在弹性体受力作用下,可以使用以下公式来计算应力:σ = F / A其中,σ为应力,F为受力大小,A为受力的面积。

2.2 应变的定义与计算应变是指物体在受力作用下的形变程度,通常用ε表示。

应变可以分为正应变和剪应变两种,其中正应变是指物体在受力作用下的长度、体积等发生的相对变化,而剪应变是指物体表面平行位移的相对变化。

在弹性体受力作用下,可以使用以下公式来计算应变:ε = ΔL / L其中,ε为应变,ΔL为长度变化量,L为原始长度。

2.3 应力应变关系应力与应变之间存在一定的关系,这种关系可以用材料的弹性模量来描述。

弹性模量是指在正应变下的应力大小,通常用E表示。

弹性模量可以分为弹性体积模量、剪切模量和弹性体积模量三种,分别对应不同形变情况下的应力应变关系。

3.1 弹性体积模量弹性体积模量是指在正应变下,单位体积的物体受力后的应力大小,通常用K表示。

弹性体积模量是材料的一个重要力学性质,它描述了材料在受力作用下的体积变化情况。

3.2 剪切模量剪切模量是指在剪切应变下,材料受力后的应力大小,通常用G表示。

剪切模量描述了材料在受力作用下的形变情况。

3.3 杨氏模量杨氏模量是衡量正应变下的应力大小的指标,通常用E表示。

弹性力学基本概念和考点汇总

弹性力学基本概念和考点汇总

弹性力学基本概念和考点汇总弹性力学是研究物体在受力作用下的形变和应力的学科。

它是物理学和工程学中的一门重要课程,被广泛应用于材料力学、结构设计和工程力学等领域。

在学习弹性力学的过程中,有一些基本概念和考点是必须要掌握的。

1.弹性形变和塑性形变:弹性形变是指物体在受到外力作用后,恢复到原始形状的形变。

而塑性形变是指物体在受到外力作用后,不能完全恢复到原始形状的形变。

2.弹性力学中的基本假设:在弹性力学中,通常做出两个基本假设。

第一个是小变形假设,即物体在受力作用下发生的形变是很小的;第二个是线弹性假设,即物体的应力和应变之间的关系是线性的。

3.弹性势能和应变能:弹性势能是指物体在受力过程中,由于形变而储存的能量。

而应变能是指物体在受力过程中,由于形变而转换成的能量。

4. Hooke定律:Hooke定律是指物体在小变形范围内,应力和应变之间的关系是线性的。

它可以表示为应力等于弹性模量乘以应变。

5.弯曲力学:弯曲力学是研究杆件在受到弯曲力作用下的形变和应力分布。

在弯曲力学中,有一些重要的概念和公式,如弯曲应力、弯曲应变、弯矩和弯曲方程等。

6.薄壁压力容器:薄壁压力容器是指在薄壁条件下,承受内外压力作用的容器。

在薄壁压力容器的分析中,常常需要考虑切应力和平均应力的计算。

7.稳定性分析:稳定性分析是指对于一个受到外力作用的物体,判断其是否处于稳定平衡状态的分析。

在稳定性分析中,需要考虑物体的刚度、屈曲和挠度等因素。

8.复合材料力学:复合材料是由两种或两种以上不同材料组成的材料。

在复合材料力学中,需要考虑不同材料的力学性能和界面效应等因素。

9.动力学分析:动力学分析是研究物体在受到外力作用下的运动状态和运动规律。

在动力学分析中,需要考虑物体的质量、加速度和作用力等因素。

以上是弹性力学中的一些基本概念和考点的汇总。

掌握这些基本概念和考点可以帮助我们理解弹性力学的基本原理和应用,进而应用于实际问题的分析和解决。

高一弹力知识点总结

高一弹力知识点总结

高一弹力知识点总结弹力是物质在受到外力作用后产生的形变,并在外力消失后恢复原状的性质。

在高一物理学习中,我们接触到了许多关于弹力的知识点。

下面,我将对高一弹力知识点进行总结。

一、弹性力学的基本概念弹性力学是研究物体受力后产生形变并恢复原状的性质的学科。

其中,弹簧是最常见的弹性体。

弹簧的伸长或缩短与外力成正比,遵循胡克定律。

该定律表明,当物体受到弹性力时,其形变是与外力成正比的,即F=kx,其中F是受力,k是弹簧常数,x是形变。

二、简谐振动与弹簧振子弹簧振子是简谐振动的一种。

简谐振动是指物体在恢复力作用下沿着一条直线做往复运动的现象。

弹簧振子的周期和频率与振子的质量和弹簧的劲度系数有关。

周期T是振子做一次完整振动所需要的时间。

频率f是单位时间内振子完成的振动次数。

它们的关系是T=1/f。

三、弹簧串联和并联在弹簧系统中,当弹簧串联时,其总的劲度系数可以通过以下公式计算:1/k=1/k1+1/k2,其中k1和k2是两个弹簧的劲度系数。

当弹簧并联时,其总的劲度系数可以通过以下公式计算:k=k1+k2。

弹簧串联和并联的特性决定了整个弹簧系统的劲度系数和振动频率。

四、弹簧的能量弹簧在受到外力时,会发生形变并蓄积弹性势能。

弹性势能是指物体由于形变而能够做功的能量。

当弹簧恢复原状时,该能量会转化为动能。

弹簧的弹性势能可以通过以下公式计算:Ep=1/2kx²,其中Ep是弹性势能,k是劲度系数,x是形变。

五、拉力与弹力拉力是一种拉伸物体的力,而弹力是一种使物体恢复原状的力。

当物体被拉伸时,会产生拉力,而拉力的大小和拉伸的长度成正比。

当拉力消失时,物体会因为恢复力的作用而恢复原状。

六、弹簧振子的应用弹簧振子在实际生活中有着广泛的应用。

它被运用在钟表中,用于控制钟表的时针和秒针的摆动。

此外,弹簧振子还被应用于光学仪器、计时器、电子设备等领域。

通过对弹簧振子性质的研究,我们可以更好地理解和应用这些实际问题。

七、弹力的改变弹力受到外力的影响,会发生较大的改变。

弹力知识点归纳

弹力知识点归纳

弹力知识点归纳引言:弹力是一个十分重要的物理现象,它广泛应用于许多领域,包括工程、运动、材料科学等。

了解弹性材料的特性和应用,可以帮助我们更好地理解和利用这一物理现象。

本文将对弹力的基本概念、计算方法和应用领域进行归纳总结。

一、弹力的定义与基本概念弹力是物体发生形变后由于恢复力而恢复到原始状态的性质。

在物理学中,弹性力可以通过胡克定律进行描述,即弹性力正比于物体受力的变化量。

弹性力的大小可以通过弹性系数来衡量,常用的弹性系数有切线弹性系数、体积弹性系数等。

二、弹力的计算方法1. 切线弹性力计算:切线弹性力是指垂直于物体表面的弹性力。

根据胡克定律,切线弹性力可以通过以下公式计算:F = k * x,其中F为切线弹性力,k为切线弹性系数,x为物体形变的距离。

2. 体积弹性力计算:体积弹性力是指物体在三个维度上的弹性力。

体积弹性力的计算方法与切线弹性力类似,只是需要考虑三个维度的形变距离。

三、弹力的应用领域1. 工程领域:在工程中,弹力的应用广泛,例如在建筑结构中,需要考虑材料的弹性特性来确保结构的稳定性和安全性。

此外,工程中还经常使用弹簧和气压装置等弹性元件来实现机械运动和控制系统。

2. 运动领域:弹力在运动中起着关键作用。

例如,弹力可以帮助运动员或运动器械达到更高的跳跃高度;弹力还可以用于体育用品,如篮球、网球等球类的反弹性能。

3. 材料科学:材料科学中的弹力研究主要关注材料的弹性特性,以改进材料的功能性和可持续性。

弹力学可以用来研究材料的弯曲、扭转、拉伸等变形以及应力分布。

4. 医学领域:在医学领域,弹力学常常应用于骨骼、关节和肌肉等组织的研究中。

例如,弹性模量可以帮助评估骨骼的健康状况;在生物力学研究中,根据组织材料的弹性特性,可以研究人体运动机理和运动损伤的康复方法。

结论:弹力作为一种物理现象,对于我们的生活和科学研究都具有重要的意义。

了解弹力的定义、计算方法和应用领域,可以让我们更好地理解物体的变形和恢复过程,并且在实践中有更准确的预测和应用。

弹性力学基础

弹性力学基础

弹性力学基础弹性力学是力学中的一个重要分支,研究物体在受力后的变形和恢复能力。

本文将介绍弹性力学的基本概念、公式和应用。

一、基本概念弹性力学研究的对象是弹性体,即当受到外力作用后,可以恢复原状的物质。

弹性体的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。

弹性变形是指在外力作用下,物体发生变形但不改变其内部结构,当外力消失后,物体可以完全恢复原状。

塑性变形是指在外力作用下,物体发生变形会改变其内部结构,当外力消失后,物体无法完全恢复原状。

二、弹性模量弹性模量是衡量物体弹性变形程度的物理量,常用的弹性模量包括杨氏模量、剪切模量和泊松比。

其中,杨氏模量是衡量物体在拉伸或压缩时的弹性变形程度的量值,剪切模量是衡量物体在受到切割力时的弹性变形程度的量值,泊松比是物体在受到拉伸或压缩时在垂直方向上的变形程度与水平方向上的变形程度之比。

三、胡克定律胡克定律是弹性力学中的基本定律,描述了物体受到力的作用下的弹性变形。

根据胡克定律,当物体受到力的作用后,物体发生的弹性变形与力的大小成正比,与物体的初始长度成反比。

胡克定律可以用数学公式表示为F = kx,其中F为外力的大小,k为弹性系数,x为物体的弹性变形量。

四、应力和应变应力是物体受到外力作用后单位面积上的力的大小,用σ表示。

应变是物体受到外力作用后单位长度变化量与原始长度的比值,用ε表示。

根据胡克定律,应力与应变之间存在线性关系,称为胡克定律。

五、弹性力学的应用弹性力学在工程领域中有广泛的应用,例如在结构设计中,通过弹性力学的理论分析,可以确定结构的稳定性和安全性。

在材料科学中,弹性力学可以帮助研究材料的强度和刚度,为材料的选择和设计提供指导。

此外,弹性力学还在地震学、电子学和生物学等领域中有着重要的应用。

总结:弹性力学是研究物体受力后的变形和恢复能力的学科。

本文介绍了弹性力学的基本概念,包括弹性体、弹性变形和塑性变形等概念;弹性模量、杨氏模量、剪切模量和泊松比等物理量;胡克定律、应力和应变的关系;以及弹性力学在工程、材料科学和其他学科中的应用。

弹性力学基本概念

弹性力学基本概念

弹性力学基本概念弹性力学是力学的一个分支领域,研究材料在受力时的弹性变形和恢复变形的行为规律。

本文将介绍弹性力学的基本概念,包括应力、应变、胡克定律和杨氏模量等。

一、应力和应变在弹性力学中,应力和应变是两个基本的物理量,用来描述物体在受力时的变形情况。

应力是单位面积上的力,通常用希腊字母σ表示。

应力可以分为正应力和剪应力两种。

正应力是指垂直于受力面的力,它可以通过力的大小和受力面的面积计算得到。

正应力的单位是帕斯卡(Pa),1Pa等于1牛顿/平方米。

剪应力是指平行于受力面的力,它也可以通过力的大小和受力面的面积计算得到。

剪应力的单位也是帕斯卡(Pa)。

应变是物体由于受力而发生的变形程度,通常用希腊字母ε表示。

应变可以分为线性应变和剪切应变两种。

线性应变是指物体在受力下发生的长度变化与原长度之比。

线性应变的计算公式为:ε = ΔL / L,其中ΔL表示长度变化,L表示原长度。

剪切应变是指物体在受到剪应力时,各层之间相对位置的变化。

剪切应变的计算公式为:γ = Δx / h,其中Δx表示位置变化,h表示物体的厚度。

二、胡克定律胡克定律是弹性力学的基本定律之一,描述了材料的应力和应变之间的关系。

胡克定律可以用公式表示为:σ = Eε,其中σ表示应力,E表示杨氏模量,ε表示应变。

杨氏模量是衡量材料硬度和刚度的重要物理量,表示单位应力下材料的单位应变。

杨氏模量的单位是帕斯卡(Pa)。

胡克定律表明,当材料处于弹性变形状态时,应力和应变之间成正比。

杨氏模量越大,材料的刚度越高,抵抗变形的能力也越强。

三、弹性常数除了杨氏模量,弹性力学还有其他一些描述材料力学性质的常数。

泊松比是描述材料在受到正应力时,在垂直方向上的应变情况的比值。

泊松比的计算公式为:ν = -ε_2 / ε_1,其中ε_1表示垂直方向上的线性应变,ε_2表示平行方向上的线性应变。

弹性体模量是描述材料在受力时的刚度的物理量,定义为单位体积的材料在受力时所发生的应变与应力之比。

弹力物理知识点

弹力物理知识点

弹力物理知识点弹力物理是研究物体在受外力作用下的变形和恢复过程的学科,也是力学的重要分支之一。

不仅在日常生活中,弹力也广泛应用于工程、科学研究和技术领域。

深入了解弹力物理知识可以帮助我们更好地理解物体的行为,进一步探索这个世界的奥妙和规律。

1. 弹性力学基本原理弹性力学是研究物体在受外力作用下的变形和恢复过程的基础理论。

弹性体的变形和恢复是由于分子内部形成的相互作用力,在受力作用下,物体的分子发生位移而导致形变,一旦作用力消失,分子又会恢复原状。

2. 弹性系数和胡克定律在研究弹性力学时,我们经常会提到弹性系数和胡克定律。

弹性系数是一个描述物体弹性属性的参数,刻画物体在受力时的变形程度。

胡克定律是弹性力学的重要定律之一,它表明当物体受到一个力时,弹性体的应变与受力成正比。

根据胡克定律,我们可以通过测量应力和应变的变化关系来确定物体的弹性系数。

3. 弹性体的应力-应变曲线弹性体的应力-应变曲线是研究物体的变形和恢复过程中非常重要的图像。

这条曲线可以帮助我们理解物体的刚性、强度和形变特性。

应力-应变曲线通常可以分为弹性阶段、塑性阶段和破裂阶段。

在弹性阶段,物体在受力后会发生弹性变形,应力与应变成正比;而在塑性阶段,物体会发生永久性的形变;最后,在破裂阶段,物体无法再恢复到原来的形状。

4. 弹簧的弹性和应用弹簧是弹性物体的经典代表,它在日常生活中被广泛应用于很多领域。

弹簧的弹性是由于金属材料中的原子、分子之间存在的弹性力所引起。

根据弹簧的材料和形状,可以分为压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧等不同类型。

弹簧的弹性特性可以用于制造弹簧秤、悬挂系统、阻尼器等很多实用设备。

5. 力与形变的计算在弹力物理中,我们经常需要计算力和形变之间的关系。

根据胡克定律和应力-应变曲线,我们可以使用相应的公式来计算力、应变和各种弹性系数。

这些计算可以帮助我们优化设计、分析材料性能和预测物体的行为。

结语弹力物理是一门非常重要且有趣的学科,在我们的生活中无处不在。

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基本概念:(1) 面力、体力与应力、应变、位移的概念及正负号规定 (2) 切应力互等定理:作用在两个互相垂直的面上,并且垂直于改两面交线的切应力是互等的(大小相等,正负号也相同)。

(3) 弹性力学的基本假定:连续性、完全弹性、均匀性、各向同性和小变形。

(4) 平面应力与平面应变;设有很薄的等厚度薄板,只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的面力或约束。

同时,体力也平行与板面并且不沿厚度方向变化。

这时,0,0,0z zx zy σττ===,由切应力互等,0,0,0z xz yz σττ===,这样只剩下平行于xy 面的三个平面应力分量,即,,x y xy yx σσττ=,所以这种问题称为平面应力问题。

设有很长的柱形体,它的横截面不沿长度变化,在柱面上受有平行于横截面且不沿长度变化的面力或约束,同时,体力也平行于横截面且不沿长度变化,由对称性可知,0,0zx zy ττ==,根据切应力互等,0,0xz yz ττ==。

由胡克定律,0,0zx zy γγ==,又由于z 方向的位移w 处处为零,即0z ε=。

因此,只剩下平行于xy 面的三个应变分量,即,,x y xy εεγ,所以这种问题习惯上称为平面应变问题。

(5) 一点的应力状态;过一个点所有平面上应力情况的集合,称为一点的应力状态。

(6) 圣维南原理;(提边界条件)如果把物体的一小部分边界上的面力,变换为分布不同但静力等效的面力(主失相同,主矩也相同),那么,近处的应力分布将有显著的改变,但是远处所受到的影响可以忽略不计。

(7) 轴对称;在空间问题中,如果弹性体的几何形状、约束情况,以及所受的外力作用,都是对称于某一轴(通过该轴的任一平面都是对称面),则所有的应力、变形和位移也就对称于这一轴。

这种问题称为空间轴对称问题。

一、 平衡微分方程: (1) 平面问题的平衡微分方程;00yxx x xy yy f x yf x yτστσ∂∂++=∂∂∂∂++=∂∂(记)(2) 平面问题的平衡微分方程(极坐标);10210f f ρρϕρϕρϕρϕρϕϕ∂σ∂τσσ∂ρρ∂ϕρ∂σ∂ττρ∂ϕ∂ρρ-+++=+++=1、平衡方程仅反映物体部的平衡,当应力分量满足平衡方程,则物体部是平衡的。

2、平衡方程也反映了应力分量与体力(自重或惯性力)的关系。

二、 几何方程;(1) 平面问题的几何方程;x y xy ux v y v u x yεεγ∂=∂∂=∂∂∂=+∂∂(记)(2) 平面问题的几何方程(极坐标);1212121u u v v u v ρρρϕϕϕρϕρϕρϕεεερεεερρ∂ϕγγγρρϕρ∂=+=∂∂=+=+∂∂=+=+-∂∂1、几何方程反映了位移和应变之间的关系。

2、当位移完全确定时,应变也确定;反之,当应变完全确定时,位移并不能确定。

(刚体位移) 三、 物理方程;(1) 平面应力的物理方程;()()()1121x x y y y x xy xyE EEεσμσεσμσμγτ=-=-+=(记)(2) 平面应变的物理方程;()22111121x xy y yx xy xyE E Eμμεσσμμμεσσμμγτ⎛⎫-=- ⎪-⎝⎭⎛⎫-=- ⎪-⎝⎭+=(3) 极坐标的物理方程(平面应力);1()1()12(1)E E G Eρρϕϕϕρρϕρϕρϕεσνσεσνσνγττ=-=-+==(4) 极坐标的物理方程(平面应变);221()11()12(1)E E Eρρϕϕϕρρϕρϕμμεσσμμμεσσμμγτ-=---=--+=四、 边界条件; (1) 几何边界条件;平面问题:()()()()s s u u s v v v == 在u s 上;(2) 应力边界条件;平面问题:()()xyx xsxyy ysl m f l m f σττσ+=+=(记)(3) 接触条件;光滑接触:()()n nσσ'= n 为接触面的法线方向 非光滑接触:()()()()n n n n u u σσ'='= n 为接触面的法线方向(4) 位移单值条件;()()2u u θπθ+=(5) 对称性条件:在空间问题中,如果弹性体的几何形状、约束情况,以及所受的外力作用,都是对称于某一轴(通过该轴的任一平面都是对称面),则所有的应力、变形和位移也就对称于这一轴。

这种问题称为空间轴对称问题。

一﹑概念1.弹性力学,也称弹性理论,是固体力学学科的一个分支。

2.固体力学包括理论力学、材料力学、结构力学、塑性力学、振动理论、断裂力学、复合材料力学。

3基本任务:研究由于受外力、边界约束或温度改变等原因,在弹性体部所产生的应力、形变和位移及其分布情况等。

.4研究对象是完全弹性体,包括杆件、板和三维弹性体,比材料力学和结构力学的研究围更为广泛5.弹性力学基本方法:差分法、变分法、有限元法、实验法.6弹性力学研究问题,在弹性体严格考虑静力学、几何学和物理学 三方面条件,在边界上考虑边界条件,求解微分方程得出较精确的解答;.7.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。

8.几何方程反映的是形变分量与位移分量之间的关系。

9.物理方程反映的是应力分量与形变分量之间的关系。

10.平衡微分方程反映的是应力分量与体力分量之间的关系。

11当物体的位移分量完全确定时,形变分量即完全确定。

反之,当形变分量完全确定时,位移分量却不能完全确定。

12.边界条件表示在边界上位移与约束、或应力与面力之间的关系式。

它可以分为位移边界条件、应力边界条件和混合边界条件。

13.圣维南原理主要容:如果把物体表面一小部分边界上作用的外力力系,变换为分布不同但静力等效的力系(主失量相同,对同一点的主矩也相同),那么只在作用边界近处的应力有显著的改变,而在距离外力作用点较远处,其影响可以忽略不计。

14. 圣维南原理的推广:如果物体一小部分边界上的面力是一个平衡力系(主失量和主矩都等于零),那么,这个面力就只会使近处产生显著的应力,而远处的应力可以不计。

这是因为主失量和主矩都等于零的面力,与无面力状态是静力等效的,只能在近处产生显著的应力。

15.求解平面问题的两种基本方法:位移法、应力法。

16.弹性力学的基本原理:解的唯一性原理﹑解的叠加原理﹑圣维南原理。

会推导两种平衡微分方程17.逆解法步骤:(1)先假设一满足相容方程(2-25)的应力函数 (2)由式(2-24),根据应力函数求得应力分量(3)在确定的坐标系下,考察具有确定的几何尺寸和形状的弹性体,根据主要边界上的面力边界条件(2-15)或次要边界上的积分边界条件, 分析这些应力分量对应于边界上什么样的面力,从而得知所选取的应力函数可以解决什么样的问题。

(或者根据已知面力确定应力函数或应力分量表达式中的待定系数18.半逆解法步骤:(1)对于给定的弹性力学问题,根据弹性体的几何形状、受力特征和变形的特点或已知的一些简单结论,如材料力学得到的初等结论,假设部分或全部应力分量的函数形式(2)按式(2-24),由应力推出应力函数f 的一般形式(含待定函数项); (3)将应力函数f 代入相容方程进行校核,进而求得应力函数f 的具体表达形式;(4)将应力函数f 代入式(2-24),由应力函数求得应力分量(5)根据边界条件确定未知函数中的待定系数;考察应力分量是否满足全5.平面问题的应力边界条件为)()()()(s f m l s f m l y s y xy x s xy x =+=+σττσ填空7.圣维南原理的三个积分式如果给出单位宽度上面力的主矢量和主矩,则三个积分边界条件变为8.艾里应力函数⎰⎰⎰⎰⎰⎰--±=--±=--±=⋅±=⋅⋅±=⋅⋅±=⋅2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/1)(1)(1)(1)(1)(1)(h h yh h l x xy h h xh h l x x h h xh h l x x dy y f dy ydy y f ydy dy y f dy τσσs h h l x xy h h l x x Nh h l x x F dy Mydy F dy =⋅=⋅=⋅⎰⎰⎰-=-=-=2/2/2/2/2/2/1)(1)(1)(τσσy x y x y f x y x x f y y x xy y y x x ∂∂∂-=-∂∂=-∂∂=),(,),(,),(22222φτφσφσ计 算 理 解 计算一、单项选择题(按题意将正确答案的编号填在括弧中,每小题2分,共10分)1、弹性力学建立的基本方程多是偏微分方程,还必须结合(C )求解这些微分方程,以求得具体问题的应力、应变、位移。

A .相容方程B .近似方法C .边界条件D .附加假定2、根据圣维南原理,作用在物体一小部分边界上的力系可以用(B )的力系代替,则仅在近处应力分布有改变,而在远处所受的影响可以不计。

A .几何上等效 B .静力上等效 C .平衡 D .任意 3、弹性力学平面问题的求解中,平面应力问题与平面应变问题的三类基本方程不完全相同,其比较关系为(B )。

A .平衡方程、几何方程、物理方程完全相同B .平衡方程、几何方程相同,物理方程不同C .平衡方程、物理方程相同,几何方程不同D .平衡方程相同,物理方程、几何方程不同在研究方法方面:材力考虑有限体ΔV 的平衡,结果是近似的;弹力考虑微分体dV 的平,结果比较精确。

4、常体力情况下,用应力函数表示的相容方程形式为024422444=∂∂+∂∂∂+∂∂yΦy x Φx Φ,6、设有函数⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=Φh y h y qy h y h y qx 332332251344, (1)判断该函数可否作为应力函数?(3分)(2)选择该函数为应力函数时,考察其在图中所示的矩形板和坐标系(见题九图)中能解决什么问题(l >>h )。

(15分)解:(1)将φ代入相容方程024422444=∂∂+∂∂∂+∂∂yΦy x Φx Φ,显然满足。

因此,该函数可以作为应力函数。

(2)应力分量的表达式:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∂∂Φ∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=∂Φ∂=-+=∂Φ∂=22323322333222461342,3346y h h qx y x h yh y q x h qyh qy h y qx y xy y x τσσ考察边界条件:在主要边界y =±h/2上,应精确满足应力边界条件()q h y h y q hy hy y -=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-=-=-=23321342σ ()013422332=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-===hy hy y h y h y q σ ()04622232=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=±=±=hy hy xy y h h qx τ 在次要边界x =0上,应用圣维南原理,可列出三个积分的应力边界条件:())(03342/2/3302/2/奇函数=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎰⎰-=-dy h qy h qy dy h h x h h x σ()03342/2/3302/2/=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎰⎰-=-ydy h qy h qy ydy h h x h h x σ()2/2/==-⎰dy x h h xyτ在次要边界x =l 上,应用圣维南原理,可列出三个积分的应力边界条件:())(033462/2/33322/2/奇函数=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-=⎰⎰-=-dy h qy h qy h y ql dy h h l x h h x σ()233462/2/33322/2/ql ydy h qy h qy h y ql ydy h h l x h h x -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎰⎰-=-σ()ql y h h ql dy h h l x h h xy -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎰⎰-=-2/2/2232/2/46τ对于如图所示的矩形板和坐标系,结合边界上面力与应力的关系,当板发生上述应力时,由主边界和次边界上的应力边界条件可知,左边、下边无面力;而上边界上受有向下的均布压力;右边界上有按线性变化的水平面力合成为一力偶和铅直面力。

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