题目
物体受外力以后, 其内部将发生内力, 它的集度称为应力。 与物体的形变和材料强度直接有关的,是应力在其作用截面的法线方向和切线方向的分量, 也就是正应力和切应力。 应力及其分量的量-1-2纲是 L MT 。5、弹性力学的基本假定为连续性、完全弹性、均匀性、各向同性。6、平面问题分为平面应力问题和平面应变问题。7 、已知一点处的应力分量x 100 MPa, y50 MPa, xy 1050 MPa,则主应力1 150MPa,20MPa, 1 35 16 。8、已知一点处的应力分量,x 200 MPa,y0 MPa, xy400 MPa,则主应力1512 MPa,2 -312 MPa , 1 -37 ° 57′。9、已知一点处的应力分量,x2000,y,400,则主应力1,MPa1000 MPa xyMPa1052 MPa2 -2052 MPa , 1-82 ° 32′。10、在弹性力学里分析问题,要考虑静力学、几何学和物理学三方面条件,分别建立三套方程。11、表示应力分量与体力分量之间关系的方程为平衡微分方程。12、边界条件表示边界上位移与约束,或应力与面力之间的关系式。分为位移边界条件、应力边界条件和混合边界条件。13、按应力求解平面问题时常采用逆解法和半逆解法。14、有限单元法首先将连续体变换成为离散化结构,然后再用结构力学位移法进行求解。其具体步骤分为单元分析和整体分析两部分。15、每个单元的位移一般总是包含着两部分:一部分是由本单元的形变引起的,另一部分是由于其xyxxyyxy yx得Qy 2 3C1 x 2 3C2 y 2 C 3 x2 03C 2 xy 2C 3 xy 0即2 23C1 C 3 x Q 3C2 y 0由 x,y 的任意性,得3C1 C3 0Q 3C 2 03C 22C 3QQQ由此解得,C1, C 2, C 36323、已知应力分量x q ,yq , xy0 ,判断该应力分量是否满足平衡微分方程和相容方程。
物体受外力以后, 其内部将发生内力, 它的集度称为应力。 与物体的形变和材料强度直接有关的,
是应力在其作用截面的法线方向和切线方向的分量, 也就是正应力和切应力。 应力及其分量的量
-1-2 | ||||
纲是 L MT 。 | ||||
5、弹性力学的基本假定为连续性、完全弹性、均匀性、各向同性。 | ||||
6、平面问题分为平面应力问题和平面应变问题。 | ||||
7 、已知一点处的应力分量 | x 100 MPa, y | 50 MPa, xy 10 | 50 MPa,则主应力 | 1 150MPa, |
20MPa, 1 35 16 。
8、已知一点处的应力分量, | x 200 MPa, | y | 0 MPa, xy | 400 MPa,则主应力 | 1 | 512 MPa, | ||||
2 -312 MPa , 1 -37 ° 57′。 | ||||||||||
9、已知一点处的应力分量, | x | 2000 | , | y | , | 400 | ,则主应力 | 1 | , | |
MPa | 1000 MPa xy | MPa | 1052 MPa | |||||||
2 -2052 MPa , 1 | -82 ° 32′。 |
10、在弹性力学里分析问题,要考虑静力学、几何学和物理学三方面条件,分别建立三套方程。
11、表示应力分量与体力分量之间关系的方程为平衡微分方程。
12、边界条件表示边界上位移与约束,或应力与面力之间的关系式。分为位移边界条件、应力边界
条件和混合边界条件。
13、按应力求解平面问题时常采用逆解法和半逆解法。
14、有限单元法首先将连续体变换成为离散化结构,然后再用结构力学位移法进行求解。其具体步
骤分为单元分析和整体分析两部分。
15、每个单元的位移一般总是包含着两部分:一部分是由本单元的形变引起的,另一部分是由于其

x | yx | ||
x | y | ||
y | xy | ||
y | x |
得
Qy 2 3C1 x 2 3C2 y 2 C 3 x2 0
3C 2 xy 2C 3 xy 0
即
2 2
3C1 C 3 x Q 3C2 y 0
由 x,y 的任意性,得
3C1 C3 0 | ||||||
Q 3C 2 0 | ||||||
3C 2 | 2C 3 | |||||
Q | Q | Q | ||||
由此解得, | C1 | , C 2 | , C 3 | |||
6 | 3 | 2 | ||||
3、已知应力分量 | x q , | yq , xy | 0 ,判断该应力分量是否满足平衡微分方程和相容方程。 |
题目解答
答案
解:将已知应力分量
可知,已知应力分量
x
x
q , | y | q , xy | ,代入平衡微分方程 | ||
x | yx | ||||
X 0 | |||||
x | |||||
y | |||||
y | xy | ||||
y | Y 0 | ||||
x | |||||
q , | y | q , xy | 一般不满足平衡微分方程,只有体力忽略不计时才 |
解析
步骤 1:平衡微分方程
平衡微分方程是描述应力分量与体力分量之间关系的方程。对于平面问题,平衡微分方程可以表示为:
\[
\frac{\partial \sigma_x}{\partial x} + \frac{\partial \tau_{xy}}{\partial y} + X = 0
\]
\[
\frac{\partial \tau_{xy}}{\partial x} + \frac{\partial \sigma_y}{\partial y} + Y = 0
\]
其中,\(X\) 和 \(Y\) 分别是体力分量在 \(x\) 和 \(y\) 方向的分量。
步骤 2:代入应力分量
将已知的应力分量 \(\sigma_x = q\),\(\sigma_y = q\),\(\tau_{xy} = 0\) 代入平衡微分方程中:
\[
\frac{\partial q}{\partial x} + \frac{\partial 0}{\partial y} + X = 0 \Rightarrow X = 0
\]
\[
\frac{\partial 0}{\partial x} + \frac{\partial q}{\partial y} + Y = 0 \Rightarrow Y = 0
\]
因此,只有当体力分量 \(X\) 和 \(Y\) 都为零时,应力分量才满足平衡微分方程。
步骤 3:相容方程
相容方程是描述应力分量之间关系的方程,对于平面问题,相容方程可以表示为:
\[
\frac{\partial^2 \sigma_x}{\partial y^2} + \frac{\partial^2 \sigma_y}{\partial x^2} - 2\frac{\partial^2 \tau_{xy}}{\partial x \partial y} = 0
\]
将已知的应力分量 \(\sigma_x = q\),\(\sigma_y = q\),\(\tau_{xy} = 0\) 代入相容方程中:
\[
\frac{\partial^2 q}{\partial y^2} + \frac{\partial^2 q}{\partial x^2} - 2\frac{\partial^2 0}{\partial x \partial y} = 0 \Rightarrow 0 + 0 - 0 = 0
\]
因此,应力分量满足相容方程。
平衡微分方程是描述应力分量与体力分量之间关系的方程。对于平面问题,平衡微分方程可以表示为:
\[
\frac{\partial \sigma_x}{\partial x} + \frac{\partial \tau_{xy}}{\partial y} + X = 0
\]
\[
\frac{\partial \tau_{xy}}{\partial x} + \frac{\partial \sigma_y}{\partial y} + Y = 0
\]
其中,\(X\) 和 \(Y\) 分别是体力分量在 \(x\) 和 \(y\) 方向的分量。
步骤 2:代入应力分量
将已知的应力分量 \(\sigma_x = q\),\(\sigma_y = q\),\(\tau_{xy} = 0\) 代入平衡微分方程中:
\[
\frac{\partial q}{\partial x} + \frac{\partial 0}{\partial y} + X = 0 \Rightarrow X = 0
\]
\[
\frac{\partial 0}{\partial x} + \frac{\partial q}{\partial y} + Y = 0 \Rightarrow Y = 0
\]
因此,只有当体力分量 \(X\) 和 \(Y\) 都为零时,应力分量才满足平衡微分方程。
步骤 3:相容方程
相容方程是描述应力分量之间关系的方程,对于平面问题,相容方程可以表示为:
\[
\frac{\partial^2 \sigma_x}{\partial y^2} + \frac{\partial^2 \sigma_y}{\partial x^2} - 2\frac{\partial^2 \tau_{xy}}{\partial x \partial y} = 0
\]
将已知的应力分量 \(\sigma_x = q\),\(\sigma_y = q\),\(\tau_{xy} = 0\) 代入相容方程中:
\[
\frac{\partial^2 q}{\partial y^2} + \frac{\partial^2 q}{\partial x^2} - 2\frac{\partial^2 0}{\partial x \partial y} = 0 \Rightarrow 0 + 0 - 0 = 0
\]
因此,应力分量满足相容方程。