彈性力學學習體會

2022-06-14 18:18:03 字數 1070 閱讀 3389

【摘要】:在彈性力學的學習過程中,思考其與之前所學的三大力學的差異與聯絡,回顧了位移法在彈性力學平面問題中的運用,對比平面問題的直角座標解答和極座標解答。

【關鍵詞】:彈性力學平面問題直角座標解答極座標解答

彈性力學是一門研究彈性體由於受外力作用、邊界約束或溫度改變等原因而發生的應力、形變和位移的科學,主要研究任務是解決彈性體的強度、剛度和穩定性問題。與材料力學相比較,彈性力學不必引入一些僅僅為了方便數學推演的而人為進行的假定,因而運用彈性力學解決問題得出的結果會更加精確,我們也可以運用這種精確的結果來校核材料力學中的近似解。

彈性力學與材料力學、結構力學的研究物件和研究方法上存在著一些差異,但是他們之間的界限卻又不是那麼明顯。以彈性力學的平面問題為例,由彈性力學中平面問題的三套基本方程(平衡方程、幾何方程和物理方程)和兩種邊界條件(應力邊界、位移邊界和混合)聯立,就得到了求解兩類平面問題(平面應力和平面應變)的一些基本方程。但是要由這些基本方程求得解析解,又是乙個複雜而困難的問題。

此時,引入結構力學中的力法和位移法,可以使得某些比較複雜的本來是無法求解的問題,得到解答。其中,位移法是以位移分量為基本未知函式,從基本方程和邊界條件中消去應力分量和形變分量,匯出只含位移分量的方程和相應的邊界條件,求出位移分量後,再求出形變分量和應力分量的方法。由於位移法能更方便地處理方程中的邊界條件,因此,課本中多用位移法來進行求解。

在這個章節的學習中,要先複習、回憶結構力學中關於力法、位移法的知識概念,再總結彈性力學按位移求解平面應力問題的步驟和方法。

彈性力學的第三章和第四章分別給出了平面問題的直角座標解答和極座標解答。直角座標解答運用逆解法,取應力函式為多項式,給出了一系列工程問題抽象而來的模型在不同受力條件下的解答。極座標解答方便我們去求解各種實際問題,例如:

圓環或圓筒受均布壓力,壓力隧洞問題、圓孔的空口應力集中、半平面在邊界上受集中力以及半平面在邊界上受分布力等。其中,彈性力學平面問題直角座標公式有一定規律性, 容易記憶,但極座標公式比直角座標公式複雜,記憶比較難,可以採用兩座標係之間相關量的對比和找出極座標條件下微元體產生附加項的原因, 去尋求極座標公式的記憶規律,方便極座標公式的記憶。兩個座標系下應力分量( 無體力條件下) 的關係,見表1[1]

表1 兩種座標系下應力分量關係

彈性力學學習體會

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