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文档简介

1、建立平面问题的基本方程,包括弹性力学的平面问题、要点、平衡微分方程;几何方程式;物理方程式边界条件描述等,一个平面应力问题和一个平面变形问题,1。平面应力问题,(1)几何特征,一个方向上的尺寸比其他两个方向上的尺寸小得多。平板(例如板钩、旋转盘、I型梁的腹板等),(2)受力特征、外力(力、面力)和约束,仅平行于板面,且不沿z方向更改。(3)以下应力特征选择坐标系,其中板的中间面是xy平面,与中间面垂直的任意直线是z轴:因为平板的面没有力,所以外部力沿z轴不变。通过剪切应力相互定理得出的整个板的所有点,例如,结论:平面应力问题中只有三个应力分量:应变分量,位移分量也只是x,y的函数,与z无关。2

2、 .平面变形问题,(1)几何特征、大坝、辊子、厚壁圆筒、一个方向上的尺寸比其他两个方向上的尺寸大得多,并且在长度方向上几何和尺寸保持不变。假定大约无限长,(2)外力特征,外力(力,面力)与横截面平行,并且沿长度z方向不变。约束沿长度z方向不变。(3)变形特征,设定座标系统如下:断面的xy面,垂直直线的z轴线。如果将z方向设定为无限,则不会沿z方向变更,仅使用x,y的函数。所有横截面都可以被视为对称面,所有点的位移向量都平行于x y平面,因此所有横截面都可以被视为对称面。平面位移问题,平面变形问题,注意:(1)平面变形问题,但是,(2)平面变形问题的应力分量:只是x y的函数。平面变形问题实例:

3、煤矿巷道变形破坏分析;挡土墙;重力坝等。图中所示的三种情况都是平面问题吗?是平面应力问题还是平面变形问题?平面应力问题,平面变形问题,非平面问题,平面应力问题,平面变形问题,非平面问题,3。平面疑难解答、问题:已知:外力(物理、面力)、边界条件、球体:是x y的函数,需要设置三个方面的关系:(1)静态关系:(2),应力与体力、表面力的关系;变形与位移的关系;建立边界条件:平衡微分方程,几何方程,物理方程,(1)应力边界条件;(2)位移边界条件;2平面问题基本方程,平面问题的平衡微分方程:(2),说明:(1)两个平衡微分方程,三个未知量:3354静态问题,需要找到求解的补充方程。(2)对于平面变

4、形问题,x,y方向的平衡方程是相同的,z方向是自平衡的,上述方程中的这两类平面问题都适用。(3)平衡方程式没有e,v,方程式与材料性质(钢、石材、混凝土等)无关。(4)平衡方程对整个弹性体(包括边界)满意。是反映平面问题的应力边界条件、坡度的应力、几何方程、说明:(1)、任意点的位移和该点的应变之间关系的弹性力学基本方程之一。(2),u,v已知时,可以完全确定。相反,已知不能确定u,v。(积分必须确定由边界条件确定的积分常数。),(3),将两条线段的夹角增加为正数,增加为负数。2 .刚体位移,物体没有变形,只有刚体位移。即,(a)、(b)、(c)、(d)、(c)、(d)、(c)、(c)、或。-

5、上,左是y的函数,右是x的函数,-两边可以是(d),积分(e),银(e),其中u0,v0等于积分常数。(x,y方向上的刚体位移)、替换(d) :(10)、刚体位移表达式、讨论:(1),仅在x方向上平移。(2),仅平移y方向。,(3),r,说明: P点沿切线绕o点旋转, 绕o点旋转的角度(刚度旋转),物理表达式,建立:平面问题中应力和变形的关系,物理表达式也称为构造表达式、构造关系和质量属性表达式。1 .各向同性弹性体的物理方程是材料力学的广义胡克定律,适用于完全弹性和等向性。(13),其中e是拉伸和压缩弹性系数。g是剪切弹性系数。v是横向收缩系数,也称为泊松比。(1)平面应力问题的物理方程式,

6、(15),平面应力问题的物理方程式,注意:(1),(2),3354物理方程式的另一种形式,(2)平面变形问题的物理方程式,(3)两类平面问题的物理方程式的转换:(16),平面变形问题的物理方程式,(1),平面应力问题,平面变形问题,材料常数的转换:(2),平面弹性动力学平面问题的基本方程式,(1)平衡方程式:(2),(2)几何方程式:(9),(3)物理方程式:未知量:8,方程式数:2 .边界条件及其分类、边界条件:建立边界物理量和内部物理量之间的关系。是构建机械计算模型的重要组成部分。边界分类,(1)偏移边界,(2)应力边界,(3)混合边界,种边界,(1)偏移边界条件,作为偏移元件的已知边界3

7、354偏移边界,将边界的偏移元件表示为us,vs,并从边界偏移,(2)应力边界条件,指定的面力元件边界应力边界,前坡度的应力分析,型式中:结果:(18),中心:l,m是边界外侧法线相对于x,y轴线的方向馀弦。例如:平面问题中的应力边界条件、垂直x轴上的边界:垂直y轴上的边界:示例1尝试创建相应的边界条件,如图所示。q,(1),(2),(3),(4),说明:x=0的边界条件存在矛盾。结果只能在、查看内容:1、两种类型的平面问题:平面应力问题、平面变形问题、几何特性等中找到。力特性;应力特征。几何特征;力特性;变形属性。水坝,滚轮,位移边界条件,2。平面问题的基本方程式:(1)平衡方程式:(2),

8、(2)几何方程式:(9),(3)物理方程式:(4)边界条件:1,2,(1),AB段(y=0):边界条件公式,是,(2),BC段(x=l):(3),AC段(y=x tan),左侧:应力边界条件公式,存在,右侧:范例4,图示座,y方向均匀张力,证明平板中间突出的尖点a没有应力。解决方案:平面应力问题,AC,AB边界上没有面力。也就是说,AB边界:应力边界条件公式,(1),AC边界:使用应力边界条件公式替换,(2),-a点是AB和AC的边界,-满足式(1)和(2),a点没有应力,图标组件,创建边界条件。范例6,范例5,图示楔形块,建立边界条件。上:下:图示元件、应力边界条件。示例6,顶部:底部:(3)混合边界条件,(1),对象上的一些边界是位移边界,另一个是应力边界。(2),物体同一部分的边界之一是位移边界条件,另一个是应力

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