题目
平衡方程研究的是()之间关系的方程式。A. 应变和位移B. 应力和位移C. 应力和体力D. 应力和应变
平衡方程研究的是()之间关系的方程式。
- A. 应变和位移
- B. 应力和位移
- C. 应力和体力
- D. 应力和应变
题目解答
答案
C
解析
平衡方程是描述物体受力平衡的基本方程,其核心在于内力与外力的平衡关系。在连续介质力学中,应力代表物体内部各部分之间的相互作用力,体力则是作用于物体体积内的外力(如重力)。平衡方程通过应力的散度与体力的平衡,确保物体在平衡状态下各点的力达到平衡。因此,本题的关键在于明确平衡方程直接关联的物理量。
平衡方程的数学表达式为:
$\frac{\partial \sigma_x}{\partial x} + \frac{\partial \tau_{xy}}{\partial y} + \frac{\partial \tau_{xz}}{\partial z} + X = 0 \\
\frac{\partial \tau_{yx}}{\partial x} + \frac{\partial \sigma_y}{\partial y} + \frac{\partial \tau_{yz}}{\partial z} + Y = 0 \\
\frac{\partial \tau_{zx}}{\partial x} + \frac{\partial \tau_{zy}}{\partial y} + \frac{\partial \sigma_z}{\partial z} + Z = 0$
其中,$\sigma_x, \sigma_y, \sigma_z$ 是正应力,$\tau_{xy}$ 等是剪应力,$X, Y, Z$ 是单位体积的体力。方程表明:应力的导数(即应力梯度)与体力必须相互抵消,才能保证物体平衡。
选项分析:
- A. 应变和位移:应变与位移的关系由几何方程描述,与平衡无关。
- B. 应力和位移:应力与位移间接关联,但平衡方程不直接涉及位移。
- C. 应力和体力:正确,平衡方程直接联系应力与体力的平衡。
- D. 应力和应变:应力与应变的关系由本构方程(如胡克定律)描述。