题目
关于虚位移原理,以下哪个说法是错误的?A. 虚位移在数学上称为位移的变分。微分和变分概念相同。B. 虚位移是位移状态即位移函数的微小改变C. 虚位移原理不仅适用于弹性体,也适用于一般的可变形体D. 虚位移,指满足变形协调条件(位移边界条件和几何方程)的、在平衡状态附近发生的微小位移改变
关于虚位移原理,以下哪个说法是错误的?
A. 虚位移在数学上称为位移的变分。微分和变分概念相同。
B. 虚位移是位移状态即位移函数的微小改变
C. 虚位移原理不仅适用于弹性体,也适用于一般的可变形体
D. 虚位移,指满足变形协调条件(位移边界条件和几何方程)的、在平衡状态附近发生的微小位移改变
题目解答
答案
A. 虚位移在数学上称为位移的变分。微分和变分概念相同。
解析
考查要点:本题主要考查对虚位移原理基本概念的理解,特别是对虚位移与数学中变分、微分概念的区分,以及虚位移适用范围的掌握。
解题核心思路:
- 明确虚位移的定义:虚位移是满足变形协调条件(位移边界条件和几何方程)的微小位移改变,属于位移函数的变分。
- 区分变分与微分:变分是对函数整体的微小变化,而微分是函数在某一点的局部线性近似,二者概念不同。
- 判断选项的正确性:结合虚位移的定义和适用范围,逐一分析选项中的表述是否符合上述核心概念。
破题关键点:
- 选项A中“微分和变分概念相同”是错误的,需重点辨析。
选项分析
选项A
错误。虚位移在数学上对应位移的变分,但变分与微分是不同概念。
- 微分:描述函数在某一点的局部线性变化(如$dy = f'(x)dx$)。
- 变分:描述函数整体的微小变化(如$\delta y(x) = \eta(x)$,其中$\eta(x)$满足边界条件)。
二者分别属于微积分和变分法中的不同数学工具。
选项B
正确。虚位移是位移状态(即位移函数)的微小改变,符合虚位移的定义。
选项C
正确。虚位移原理不仅适用于弹性体(满足胡克定律的材料),也适用于一般可变形体(如塑性材料),其适用性更广泛。
选项D
正确。虚位移需满足变形协调条件(几何方程)和位移边界条件,且是在平衡状态附近发生的微小位移改变,完全符合虚位移的定义。