彈性力學空間問題的平衡方程為什麼僅限制在體內成立?

時間 2021-06-08 04:22:18

1樓:DeepBlue

彈性力學在對物體內部應力狀態進行的分析一般通過選取正六面體的微元體分析,一般在介紹的時候將正六面體選擇物體內部,當然在邊界上則是一些特殊的情況。事實上每乙個正六面體的邊界條件都與其相接的六面體的受力狀態有關,由此傳遞,可以得知其邊界條件與整個物體邊界處的邊界條件有關。因此在求解整個物體的應力狀態的時候是不可能單獨對乙個微元體求解的,正確的順序是:

單個微元體的平衡方程→整體物體的平衡方程→帶入物體邊界條件求解→帶回微元體得到微元體的受力狀態。

是不是感覺很熟悉的樣子,沒錯由這個思想可以引出彈性力學在工程力學領域最大的應用——有限單元法,將每個微元體當作乙個單元(當然微元體不再無窮小,單元數量有限),根據每個單元(微元體)的平衡方程得到單元剛度矩陣,再由單元與單元之間的邊界關係形成總體剛度矩陣,通過最終物體總體受到的邊界條件對整體平衡方程進行求解,最終再帶回到每個單元中求得各個節點處的應力狀態。由此便可得到任意物體在任意邊界條件下的應力狀態。

2樓:劉先生

邊界上的平衡方程就是邊界條件啊,包括位移邊界條件,受力邊界條件和混合邊界條件。全部滿足了平衡方程幾何方程和物理方程再加上邊界條件,方程就封閉可解了

3樓:Ready-Player

因為你取微元體建模時取的是六面體微元。這個微元可以代表內部的每個物質點。但是邊界(應力邊界)不一定可以取這個模型,因為六面體過於規則

所以對於應力邊界,給出了應力張量×方向余弦=面力這個邊界表示。邊界的平衡方程就是應力邊界條件,只不過在邊界處的平衡方程推導過程中確實略去了包含體力的項(高階無窮小項),你可以看一下我的專欄裡這一篇QuYln:鐵摩辛柯彈性理論讀後感(一)。

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