弹性力学简答部分(纯粹个人总结)

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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 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(徐芝纶)考试简答题汇总

弹性力学(徐芝纶)考试简答题汇总

弹性力学简答题汇总1. (8分)弹性力学中引用了哪五个基本假定?五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途?答:弹性力学中主要引用的五个基本假定及各假定用途为:(答出标注的内容即可给满分)1)连续性假定:引用这一假定后,物体中的应力、应变和位移等物理量就可看成是连续的,因此,建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。

2)完全弹性假定:这一假定包含应力与应变成正比的含义,亦即二者呈线性关系,复合胡克定律,从而使物理方程成为线性的方程。

3)均匀性假定:在该假定下,所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。

因此,反应这些物理性质的弹性常数(如弹性模量E 和泊松比μ等)就不随位置坐标而变化。

4)各向同性假定:各向同性是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的,也就是说,物体的弹性常数也不随方向变化。

5)小变形假定:研究物体受力后的平衡问题时,不用考虑物体尺寸的改变,而仍然按照原来的尺寸和形状进行计算。

同时,在研究物体的变形和位移时,可以将它们的二次幂或乘积略去不计,使得弹性力学的微分方程都简化为线性微分方程。

2. (8分)弹性力学平面问题包括哪两类问题?分别对应哪类弹性体?两类平面问题各有哪些特征? 答:弹性力学平面问题包括平面应力问题和平面应变问题两类,两类问题分别对应的弹性体和特征分别为:平面应力问题:所对应的弹性体主要为等厚薄板,其特征是:面力、体力的作用面平行于xy 平面,外力沿板厚均匀分布,只有平面应力分量x σ,y σ,xy τ 存在,且仅为x,y 的函数。

平面应变问题:所对应的弹性体主要为长截面柱体,其特征为:面力、体力的作用面平行于xy 平面,外力沿z 轴无变化,只有平面应变分量x ε,y ε,xy γ存在,且仅为x,y 的函数.3. (8分)常体力情况下,按应力求解平面问题可进一步简化为按应力函数 求解,应力函数 必须满足哪些条件?答:(1)相容方程:ϕ4∇=0(2)应力边界条件 (3)若为多连体,还须满足位移单值条件。

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。

(完整)弹塑性力学简答题

(完整)弹塑性力学简答题

弹塑性力学简答题第一章 应力1、 什么是偏应力状态?什么是静水压力状态?举例说明?静水压力状态时指微六面体的每个面只有正应力作用,偏应力状态是从应力状态中扣除静水压力后剩下的部分。

2、应力边界条件所描述的物理本质是什么?物体边界点的平衡条件。

3、对照应力张量ij δ与偏应力张量ij S ,试问:两者之间的关系?两者主方向之间的关系?相同。

110220330S S S σσσσσσ=+=+=+.4、为什么定义物体内部应力状态的时候要采取在一点的领域取极限的方法?不规则,内部受力不一样。

5、解释应力空间中为什么应力状态不能位于加载面之外?保证位移单值连续。

连续体的形变分量x ε、y ε、xy τ不是互相独立的,而是相关,否则导致位移不单值,不连续。

6、Pie 平面上的点所代表的应力状态有何特点?该平面上任意一点的所代表值的应力状态1+2+3=0,为偏应力状态,且该平面上任一法线所代表的应力状态其应力解不唯一。

固体力学解答必须满足的三个条件是什么?可否忽略其中一个?第二章 应变1、从数学和物理的不同角度,阐述相容方程的意义。

从数学角度看,由于几何方程是6个,而待求的位移分量是3个,方程数目多于未知函数的数目,求解出的位移不单值.从物理角度看,物体各点可以想象成微小六面体,微单元体之间就会出现“裂缝”或者相互“嵌入",即产生不连续.2、两个材料不同、但几何形状、边界条件及体积力(且体积力为常数)等都完全相同的线弹性平面问题,它们的应力分布是否相同?为什么?相同。

应力分布受到平衡方程、变形协调方程及力边界条件,未涉及本构方程,与材料性质无关.3、应力状态是否可以位于加载面外?为什么?不可以.保证位移单值连续。

连续体的形变分量x ε、y ε、xy τ不是互相独立的,而是相关,否则导致位移不单值,不连续.4、给定单值连续的位移函数,通过几何方程可求出应变分量,问这些应变分量是否满足变形协调方程?为什么?满足。

弹性力学 总结

弹性力学 总结

弹性力学总结弹性力学概述弹性力学是研究物体在受力作用下的变形和恢复行为的物理学分支。

它主要研究物体在力的作用下如何发生形变,并在去除外力后如何回复到原来的状态。

弹性力学在工程、材料科学和地震学等领域都有广泛的应用。

弹性力学的基本原理弹性力学的基本原理主要包括胡克定律和变形的描述。

胡克定律胡克定律是弹性力学研究的基石之一,它描述了弹性物质的应力和应变之间的关系。

根据胡克定律,弹性物体在小应变范围内,应力与应变成正比。

公式表示为:σ = Eε其中,σ代表应力,E代表弹性模量,ε代表应变。

胡克定律适用于各向同性的线性弹性材料。

变形的描述弹性变形通常分为线弹性和非线性弹性两种情况。

线弹性是指应力与应变之间成线性关系的弹性变形,而非线性弹性则是指应力与应变之间存在非线性关系的弹性变形。

在弹性力学中,常用的变形描述方法有拉伸、压缩、剪切和扭转等。

这些变形可以通过位移场、应变场和应力场来描述。

弹性体的应力分析弹性体在受力作用下会发生应力分布。

根据应力的分布规律,可以得出一些重要结论。

平面应力和轴对称应力问题在平面应力问题中,物体受力平面上只有两个应力分量,另一个应力分量为零。

这种情况下,可以根据累积概率法或复数变量法求解。

轴对称应力问题是较为常见的一类问题,这类问题的特点是应力场只与径向位置有关。

通过解析方法或数值方法,可以得到轴对称弹性体的应力分布。

弹性体的本构关系弹性体的本构关系以描述应力和应变之间的关系。

弹性体的本构关系可以是线性的或非线性的。

常见的线性弹性体本构关系有:胡克弹性体、准胡克弹性体和线弹性体。

这些本构关系常用于弹性力学计算中,可以通过试验数据或材料参数得到。

非线性弹性体的本构关系较为复杂,常用的描述方法有牛顿-拉普森方程和本构方程等。

弹性力学应用弹性力学在各个领域都有广泛的应用。

以下是几个常见领域:工程领域在工程领域中,弹性力学主要用于材料的强度计算、结构的稳定性分析和振动问题的研究。

通过弹性力学的理论,工程师可以预测材料在受力下的变形和破坏情况,并设计出更加安全和可靠的结构。

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。

弹性力学总结与复习(全)

弹性力学总结与复习(全)
其中:
1 ( z) 1( z)
(3)
E (u iv ) (3 ) 1 ( z ) z1 ( z ) 1 ( z ) 1 1
(5-10)
( z) z ( z) ( z) i ( X iY )ds
B 1 1 1 s A
(5-12)
(4)
—— 应力边界条件的复变函数表示
3 E (u iv ) 1 1 ( z ) z1 ( z ) 1 ( z ) 1 s
(5-13)
—— 位移边界条件的复变函数表示 多连体及无限大多连体中,1 ( z ), 1 ( z ) 结构特点
(2-18)
us u vs v
(2-17)
极坐标下 (1) 由问题的条件求出满足式(4-6)的应力函数
2 2 2 4
( r , )
(4-6)
1 1 0 2 2 2 r r r r
(2) 由式(4-5)求出相应的应力分量:
(3) 楔形体问题 —— 由因次法确定 应力函数的分离变量形式 (1) 楔顶受集中力偶
y
M O

2
(2) 楔顶受集中力
y
P


2
O

2
( )

2
rf ( )
(3) 楔形体一侧受分布力
x
x
r f ( )
2
r 3 f ( )
y
O

2

2
r 2 f ( )
(1)一般多连体
1 m 1 ( z ) ( X k iYk ) ln( z zk ) 1 ( z) 8 k 1 (5-14) 3 m 1 ( z) ( X k iYk ) ln( z zk ) 1* ( z) 8 k 1 其中: 1 ( z ), 1 ( z ) 为该多连体中单值解析函数。
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1.什么是弹性力学
弹性力学,也称弹性理论,固体力学学科的一个分支,其中研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、应变和位移。

2.弹性力学的基本假定
(1)连续性——假设所研究的整个弹性体内部完全由组成物体的介质所充满,各个质点之间不存在任何空隙。

(2)完全弹性——对应一定的温度,如果应力和应变之间存在一一对应关系,而且这个关系和时间无关,也和变形历史无关,称为完全弹性材料。

完全弹性分为线性弹性和非线性弹性
材料弹性常数不随应力或应变的变化而改变
(3)均匀性——假设弹性物体是由同一类型的均匀材料组成的。

(4)各向同性——假定物体在各个不同的方向上具有相同的物理性质。

(5)小变形——假设在外力或者其他外界因素(如温度等)的影响下,物体的变形与物体自身几何尺寸相比属于高阶小量。

3.概念:
体力:分布在物体体积内的力,如重力和惯性力。

面力:分布在物体表面上的力,如流体压力和接触力。

内力:外界因素作用下,物体内部各个部分之间的相互作用力
应力:分布在物体内部任意点上的力,实质上是面力的一种
应变:是描述物体受力后发生变形的相对概念的力学量
位移:物体内任一点位置的移动
平面应力问题: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。

(1) 几何特征:一个方向的尺寸比另两个方向的尺寸小得多。

(2)应力特征:平面应力问题只有三个应力分量:应变分量、位移分量也仅为x、y 的函数,与z 无关。

平面应变问题:(1) 几何特征:一个方向的尺寸比另两个方向的尺寸大得多,且沿长度方向几何形状和尺寸不变化。

(2)应力特征:以任一横截面为xy 面,任一纵线为z 轴。

设z方向为无限长,则沿z 方向其他变量都不变化,仅为x,y 的函数。

4.圣维南原理(用积分的方式表示)见例题
圣维南原理: 若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,则近处的应力分布将有显著改变,而远处所受的影响可忽略不计。

5.逆解法、半逆解法
逆解法:(1)根据问题的条件(几何形状、受力特点、边界条件等),假设各种满足相容方程的φ(x,y)的形式;
(2)然后利用应力分量计算式,求出(具有待定系数);
(3)再利用应力边界条件式,来考察这些应力函数φ(x,y)对应什么样的边界面力问题,从而得知所设应力函数φ(x,y)可以求解什么问题。

半逆解法:(1)根据问题的条件(几何形状、受力特点、边界条件等),假设部分应力分量的某种函数形式;
(2)根据与应力函数φ(x,y)的关系及,求出φ(x,y)的形式;
(3)最后利用式(2-24)计算出并让其满足边界条件和位移单值条件。

6.极坐标与直角坐标的区别
直角坐标点是(x,y)
极坐标是(ρ,θ)
ρ表示极径,θ表示极径与极轴(相当于x的正半轴)夹角
x = ρcosθ
y = ρsinθ
7.应力集中
1. 孔边应力集中概念
由于弹性体中存在小孔,使得孔边的应力远大于无孔时的应力,也远大于距孔稍远处的应力。

称为孔边的应力集中。

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