我所認識的應力和應變

2022-12-07 11:54:04 字數 868 閱讀 4557

在彈塑性力學中,基本內容包括:應力和應變。從定義來看,應力是乙個二階對稱張量,在固體內部它滿足納維平衡方程,在固體邊界上滿足邊界平衡條件。

對於某一點a應力的精確描述,必須包括:某點a,閉合曲面a,內域外域,面積,外法線方向,外域對內域的作用力。對於應力狀態的研究,通過取微單元體,求出x軸,y軸,z軸方向上的各三個分量。

即應力狀態由九個分量組成,根據切應力互等原理,只需求出其中六個分量,包括 ,即可表示出應力。

對於應變,它是對某點變形的精確描述,包括線應變和剪應變。應變也是乙個二階對稱張量,其分量是隨座標系的選擇而改變的,滿足張量的轉軸公式。描述應變時,必須弄清是哪一點和哪一方向的應變。

它也是通過取微單元體,求出x軸,y軸,z軸方向上的各三個分量。它也是由九個分量組成的,而且只需要求出 ,,即可表示出應變。

同時,若已知某點處某一方向上的應力狀態,那麼該點處的任意方向(微單元體斜截面)上的應力=。對於應變,也同樣適用。

當固體處於平衡狀態時,該固體必須滿足平衡方程與幾何方程。固體內部微元體,應力狀態必須滿足納維方程即,+=0。應變必須滿足變形協調,包括柯西方程和聖維南方程。

其中,聖維南方程確保了各座標面上變形協調以及面與面之間的變形協調。對於固體邊界單元體,應力狀態必須滿足應力邊界條件=,應變必須滿足位移邊界條件u=。必須注意,以上所述的平衡方程與幾何方程,都是建立在彈性力學的連續假設以及小變形假設基礎上的。

應力張量與應變張量存在多個不變的量,即特徵量。應力張量的特徵量包括:主應力、主應力方向;體積應力;應力空間;八面體應力;應力張量的分解;應力圓;應力強度;應力張量的不變數等等。

應變張量的不變數包括:主應變、主應變方向;體積應變;應變空間;八面體應變;應變張量的分解;應變圓;應變強度;應變張量的不變數等等。這些都是比較重要的幾個量,在以後的學習中都會用到。

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