(完整)弹塑性力学读书报告DOC
塑性力学总结
塑性力学大报告1、绪论1.1塑性力学的简介尽管弹塑性理论的研究己有一百多年,但随着电子计算机和各种数值方法的快速发展,对弹塑性本构关系模型的不断深入认识,使得解决复杂应力条件、加载历史和边界条件下的塑性力学问题成为可能。
现在复杂应力条件下塑性本构关系的研究,已成为当务之急。
弹塑性本构模型大都是在整理和分析试验资料的基础上,综合运用弹性、塑性理论建立起来的。
建立弹塑性材料的本构方程时,应尽量反映塑性材料的主要特性。
由于弹塑性变形的现象十分复杂,因此在研究弹塑性本构关系时必须作一些假设。
塑性力学是研究物体发生塑性变形时应力和应变分布规律的学科. 是固体力学的一个重要分支。
塑性力学是理论性很强、应用范围很广的一门学科,它既是基础学科又是技术学科。
塑性力学的产生和发展与工程实践的需求是密不可分的,工程中存在的实际问题,如构件上开有小孔,在小孔周边的附近区域会产生“应力集中”现象,导致局部产生塑性变形;又如杆件、薄壳结构的塑性失稳问题,金属的压力加工问题等,均是因为产生塑性变形而超出了弹性力学的范畴,需要用塑性力学理论来解决的问题,另一方面,塑性力学能为更有效的利用材料的强度并节省材料、金属压力加工工艺设计等提供理论依据。
正是这些广泛的工程实际需要,促进了塑性力学的发展。
1.2塑性力学的发展1913年,Mises提出了屈服准则,同时还提出了类似于Levy的方程;1924年,Hencky采用Mises屈服准则提出另一种理论,用于解决塑性微小变形问题很方便;1926年,Load证实了Levy-Mises应力应变关系在一级近似下是准确的;1930年,Reuss依据Prandtl的观点,考虑弹性应变分量后,将Prandtl所得二维方程式推广到三维方程式;1937年,Nadai研究了材料的加工硬化,建立了大变形的情况下的应力应变关系;1943年,伊柳辛的“微小弹塑性变形理论”问世,由于计算方便,故很受欢迎;1949年,Batdorf和Budiansky从晶体滑移的物理概念出发提出了滑移理论。
弹性力学读书报告剖析
弹塑性力学学习报告指导老师:王建伟学生:李佳伟学号;20159200弹塑性力学学习报告绪论:经过几月的学习我对弹性力学有了一个初步的认识,对它研究的对象也有了一个概括性的认识。
弹性力学是高等的材料力学,不同于材料力学只能解决形状非常固定的细长杆件,它可以解决任意形状的材料性能计算问题。
对于很多情况都可以分析出力学模型,然后得到方程组,但是大部分情况下解方程组却是非常困难的。
下面给出一个典型的模型对弹性力学做一个形象的表示:这个模型就是最普通的一个计算模型,它有分布力,集中力,约束,重力等作用。
在这些条件下我们可以根据受力平衡列出方程组,从而求出各处的位移和形变。
报告正文一、弹性力学的发展及基本假设弹性力学是伴随着工程问题不断发展起来的,它是固体力学的一个分支,是研究弹性体由于外力作用或温度改变等原因而发生的应力、应变和位移的一门学科。
最早可以追溯到伽利略研究梁的弯曲问题、胡克的胡克定律。
之后牛顿三定律的形成以及数学的不断发展,后经纳维、柯西、圣维南、艾瑞、基尔、里茨、迦辽金等人的不断努力。
使得弹性力学具有了严密的理论体系并且能都求解各种复杂的问题,能够解决强度、刚度和稳定性等问题。
目前弹性力学的相关理论在土木工程、水文地质工程、石油工程、航空航天工程、矿业工程、环境工程以及农业工程等诸多领域得到了广泛的应用。
弹性力学的几个基本假设。
1 、连续体假设:假设无题是连续的,没有任何空隙。
因此,物体内的应力、应变、位移一般都是逐点变化的,它们都是坐标的单值连续函数。
2、弹性假设:假设物体是完全弹性的。
在温度不变时,物体任一瞬间的形状完全取决于在该瞬间时所受的外力。
而与它过去的受力状况无关。
当外力消除后,它能够恢复原来的形状。
弹性假设就是假设物体服从虎克定律,应力与应变成正比关系。
3、均匀性假设:假设物体是均匀的,各部分都具有相同的物理性质,其弹性模量和泊松系数是一常数。
4、各向同性假设:假设物体内每一点各个方向的物理和机械性质都相同。
弹塑性力学总结
应用弹塑性力学读书报告姓名:学号:专业:结构工程指导老师:弹塑性力学读书报告弹塑性力学是固体力学的一个重要分支,是研究可变形固体变形规律的一门学科。
研究可变形固体在荷载(包括外力、温度变化等作用)作用时,发生应力、应变及位移的规律的学科。
它由弹性理论和塑性理论组成。
弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段的力学问题,塑性理论研究经过抽象处理后的可变形固体在塑性阶段的力学问题。
因此,弹塑性力学就是研究经过抽象化的可变形固体,从弹性阶段到塑性阶段、直至最后破坏的整个过程的力学问题。
弹塑性力学也是连续介质力学的基础和一部分。
弹塑性力学包括:弹塑性静力学和弹塑性动力学。
弹塑性力学的任务是分析各种结构物或其构件在弹性阶段和塑性阶段的应力和位移,校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性,并寻求或改进它们的计算方法。
并且弹塑性力学是以后有限元分析、解决具体工程问题的理论基础,这就要求我们掌握其必要的基础知识和具有一定的计算能力。
1 基本思想及理论1.1科学的假设思想人们研究基础理论的目的是用基础理论来指导实践,而理论则是通过对自然、生活中事物的现象进行概括、抽象、分析、综合得来,在这个过程中就要从众多个体事物中寻找规律,而规律的得出一般先由假设得来,弹塑性力学理论亦是如此。
固体受到外力作用时表现出的现象差别根本的原因在于材料本身性质差异,这些性质包括尺寸、材料的方向性、均匀性、连续性等,力学问题的研究离不开数学工具,如果要考虑材料的所有性质,那么一些问题的解答将无法进行下去。
所以,在弹塑性力学中,根据具体研究对象的性质,并联系求解问题的范围,忽略那些次要的局部的对研究影响不大的因素,使问题得到简化。
1.1.1连续性假定假设物体是连续的。
就是说物体整个体积内,都被组成这种物体的物质填满,不留任何空隙。
这样,物体内的一些物理量,例如:应力、应变、位移等,才可以用坐标的连续函数表示。
1.1.2线弹性假定(弹性力学)假设物体是线弹性的。
工程力学中的弹性力学和塑性力学研究
工程力学中的弹性力学和塑性力学研究工程力学是指研究物体在外力作用下的力学行为及其相互联系的一门学科。
其中,弹性力学和塑性力学是工程力学领域中两个重要的研究分支。
本文将对弹性力学和塑性力学进行详细的介绍和比较。
一、弹性力学弹性力学是研究物体在受到外力作用后能够恢复原来形状和大小的力学行为。
弹性力学的基本假设是物体受力后所产生的应变与外力呈线性关系,即满足胡克定律。
根据弹性力学的研究结果,可以得到应变与外力的关系,从而预测物体在受力下的变形和应力分布。
弹性力学常用的模型包括钢材的线弹性模型和混凝土的双弹性模型。
线弹性模型假设材料具有线性弹性行为,即应力和应变成正比。
双弹性模型则考虑了材料在加载和卸载过程中的不同力学性质,有利于对混凝土等复杂材料的力学行为进行准确描述。
弹性力学研究的主要内容包括力的平衡条件、物体的变形与应力、弯曲、挠度、自由振动等。
在工程实践中,弹性力学的理论可以应用于建筑结构的设计、机械零部件的选择和优化以及工程材料的改进等方面。
二、塑性力学塑性力学是研究物体在外力作用下会发生永久形变的力学行为。
与弹性力学相比,塑性力学关注的是物体的超弹性行为,即超出了弹性临界点后的力学行为。
塑性力学不仅涉及到材料的变形和应力分布,还包括材料在加载后产生的塑性应变和应力的分析。
塑性力学的研究对象通常是那些在外力作用下会发生塑性形变的金属材料,如钢材、铝合金等。
在塑性力学中,常用的本构模型有线性硬化模型和可塑性理论。
线性硬化模型假设材料的塑性变形与外力呈线性关系,可塑性理论则试图通过复杂的本构方程来描述材料的力学行为,在实际工程中得到了广泛应用。
塑性力学的研究内容包括塑性变形的机理、材料的本构关系、应变硬化、材料的屈服、断裂和破坏等。
在工程实践中,塑性力学的理论可以应用于金属结构的设计、铸造和焊接工艺的优化以及塑性加工工艺的控制等方面。
三、弹性力学与塑性力学的比较弹性力学和塑性力学作为工程力学的分支,各自具有不同的特点和应用范围。
弹塑性力学读书报告
弹塑性力学读书报告刘刚玉1020120036同济大学交通运输工程学院道路与铁道工程摘要:弹塑性力学研究可变形固体收到外力作用或温度变化的影响而产生的应力、应变和位移及其分布变化规律,本报告介绍基本的研究思想和方法,并选取有限元计算中的实例讨论岩土材料的本构模型选择对结果的影响。
关键字:弹塑性力学本构关系1基本思想及理论1.1科学的假设思想人们研究基础理论的目的是用基础理论来指导实践,而理论则是通过对自然、生活中事物的现象进行概括、抽象、分析、综合得来,在这个过程中就要从众多个体事物中寻找规律,而规律的得出一般先由假设得来,弹塑性力学理论亦是如此。
固体受到外力作用时表现出的现象差别根本的原因在于材料本身性质差异,这些性质包括尺寸、材料的方向性、均匀性、连续性等,力学问题的研究离不开数学工具,如果要考虑材料的所有性质,那么一些问题的解答将无法进行下去。
所以,在弹塑性力学中,根据具体研究对象的性质,并联系求解问题的范围,忽略那些次要的局部的对研究影响不大的因素,使问题得到简化。
1.1.1连续性假定整个物体的体积都被组成物体的介质充满,不留下任何空隙。
使得σ、ε、u 等量表示成坐标的连续函数。
1.1.2线弹性假定(弹性力学)假定物体完全服从虎克(Hooke)定律,应力与应变间成线性比例关系。
1.1.3均匀性假定假定整个物体是由同一种材料组成的,各部分材料性质相同。
这样弹性常数(E、μ)等不随位置坐标而变化,取微元体分析的结果就可应用于整个物体。
1.1.4各向同性假定(弹性力学)假定物体内一点的弹性性质在所有各个方向都相同,弹性常数(E、μ)不随坐标方向而变化; 1.1.5小变形假定假定位移和形变是微小的,即物体受力后物体内各点位移远远小物体的原来的尺寸。
可用变形前的尺寸代替变形后的尺寸,建立方程时,可略去高阶微量;。
1.2应力状态理论应力的概念的提出用到了数学上极限的概念,定义为微小面元上的内力矢量。
弹塑性力学读书报告
弹塑性力学读书报告绪言“光阴似箭,日月如梭”。
弹指一挥间,弹塑性力学的课程已经结束了,而我来到北京工业大学也已经有三个月了。
回顾过去,感觉时间过的很快,但回想老师第一次上课时的情景却历历在目,仿佛就在昨天。
虽然未曾与范老师见过面,但老师那雄性又带有喜感的声音让我倍感亲切,这也是我能够坚持听完网课的重要因素之一。
对于弹塑性力学,虽说大学时学过弹性力学,但却学的很浅,而且早就忘了大部分的内容,所以在研一学习是十分有必要的,而且恰到好处。
感谢范老师的精彩授课,使得我对弹塑性力学的内容有了更深刻的了解与认识。
当然我也知道,对于一个以后与力学打交道的人来说,我所学到的、掌握的弹塑性力学知识还完全不够,在今后的学习工作中仍需不断学习。
而本篇弹塑性力学读书报告我主要从对弹塑性力学部分章节的学后感,对弹塑性教学的建议以及弹塑性力学与自己所从事研究结合的展望等方面谈谈自己的理解与感悟。
一、弹塑性力学部分章节读后感学习任何一门课程都要从它最基本的定义入手,弹塑性力学是固体力学的一个分支学科,它研究可变性固体受到外荷载、温度变化及边界约束变动等作用时,弹塑性变形和应力状态的科学。
它的研究对象包括实体结构、板壳结构以及杆件。
弹塑性力学研究问题的基本方法是在受力物体内任取一点(单元体)为研究对象,通过分析单元体的受力建立应力理论、分析单元体的变形建立变形几何理论、分析单元体受力与变形间的关系建立本构理论,即通过相应的分析建立起普遍适用的理论与解法。
它的基本任务包括以下几点:(1)建立求解固体的应力、应变和位移分布规律的基本方程和理论;(2)给出初等理论无法求解的问题的理论和方法以及对初等理论可靠性与精确度的度量;(3)确定和充分发挥一般工程结构物的承载能力,提高经济效益;(4)进一步研究工程结构物的强度、刚度、振动、稳定性、断裂、疲劳和流变等力学问题,奠定必要的理论基础。
当然,为了使弹塑性力学问题得以简化,我们一般做如下基本假设:连续性假设,均匀性假设,各项同性假设,力学模型简化假设以及小变形假设。
弹塑性力学读书报告
弹塑性力学读书报告本学期我们选修了樊老师的弹塑性力学,学生毕备受启发对工科来说,弹塑性力学的任务和材料力学、结构力学的任务一样,是分析各种结构物体和其构件在弹塑性阶段的应力和应变,校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性,并寻求或改进它们的计算方法。
但是在研究方法上也有不同,材料力学为简化计算,对构件的应力分布和变形状态作出某些假设,因此得到的解答是粗略和近似的;而弹塑性力学的研究通常不引入上述假设,从而所得结果比较精确,并可验证材料力学结果的精确性。
弹塑性力学的任务是分析各种结构物或其构件在弹性阶段和塑性阶段的应力和位移,校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性,并寻求或改进它们的计算方法。
并且弹塑性力学是以后有限元分析、解决具体工程问题的理论基础,这就要求我们掌握其必要的基础知识和具有一定的计算能力。
通过一学期的弹塑性力学的学习,对其内容总结如下:第一章绪论首先是弹塑性力学的研究对象和任务。
1、弹塑性力学:固体力学的的一个分支学科,是研究可变形固体受到外载荷、温度变化及边界约束变动等作用时,弹性变形及应力状态的科学。
2、弹塑性力学任务:研究一般非杆系的结构的响应问题,并对基于实验的材料力学、结构力学的理论给出检验。
这里老师讲到过一个重点问题就是响应的理解,主要就是结构在外因的作用下产生的应力场(强度问题)、应变场(刚度问题),整体大变形(稳定性问题)。
3、弹性力学的基本假定求解一个弹性力学问题,通常是已知物体的几何形状(即已知物体的边界),弹性常数,物体所受的外力,物体边界上所受的面力,以及边界上所受的约束;需要求解的是物体内部的应力分量、应变分量与位移分量。
求解问题的方法是通过研究物体内部各点的应力与外力所满足的静力平衡关系,位移与应变的几何学关系以及应力与应变的物理学关系,建立一系列的方程组;再建立物体表面上给定面力的边界以及给定位移约束的边界上所给定的边界条件;最后化为求解一组偏分方程的边值问题。
弹塑性力学总结
弹塑性力学总结弹塑性力学是研究材料在受力后既有一部分弹性变形又有一部分塑性变形的力学学科。
它是力学学科的分支之一,因为它研究的对象是材料,所以也可以看作是材料力学的一个方向。
它的研究对象包括各种传统或新型材料——金属、高分子、陶瓷等。
本文将对弹塑性力学进行总结。
一、弹性力学与塑性力学的区别弹性力学和塑性力学都是力学学科的重要分支。
它们各自关注的是物体在受力后不同的反应。
(1)弹性力学弹性力学研究的是物体在受到力的作用下,发生弹性变形而迅速恢复原状的力学原理。
简单来说,就是物体在受力后可以发生弹性变形,如压缩变形或拉伸变形,但是在撤离力的影响之后能够回复原来的状态。
弹性力学理论主要依赖于胡克定律,胡克定律可以表示为应力与应变之比等于恒定的常数。
(2)塑性力学塑性力学研究的是物体在受到力的作用下,发生塑性变形而无法迅速完全恢复原状的力学原理。
简单来说,就是物体在受力后可以发生塑性变形,但是在恢复撤离力的影响之后,不能完全返回原来的状态,仍有残余塑性变形。
塑性力学理论主要依赖于流动理论,流动理论可以用应变率表示材料变形时受到的应力。
二、弹塑性力学的基本概念(1)应力应力是单位面积上的力,通常用σ表示。
应力有三种类型:拉应力、压应力和剪应力。
(2)应变应变是材料的形变量,通常表示为ε。
应变有三种类型:拉伸应变、压缩应变和剪切应变。
(3)黏塑性黏塑性是材料表现出的一种变形特性,它描述了物质在应力作用下的变形表现。
(4)弹性模量弹性模量是材料在受力作用下相对于其初始长度相应变形程度的比率。
弹性模量是一种力学参数,通常用E表示,单位是帕斯卡(Pa)。
材料的弹性模量越大,其刚度就越高。
(5)屈服点在达到一定的应力时,材料就会开始发生塑性变形。
材料开始发生塑性变形的应力点称为屈服点。
三、弹塑性力学的应用弹塑性力学广泛应用于工程、物理、材料科学和冶金工业等领域。
弹塑性力学理论的应用使我们在实际情况下更好地理解和处理材料的力学性质。
我所认识的弹塑性力学
我所认识的弹塑性力学弹塑性力学作为固体力学的一门分支学科已有很长的发展历史,其理论与方法的体系基本完善,并在建筑工程、机械工程、水利工程、航空航天工程等诸多技术领域得到了成功的应用。
一绪论1、弹塑性力学的概念和研究对象弹塑性力学是研究物体在载荷(包括外力、温度变化或外界约束变动等)作用下产生的应力、变形和承载能力,包括弹性力学和塑性力学,分别用来研究弹性变形和塑性变形的力学问题。
弹性变形指卸载后可以恢复和消失的变形,塑性变形时指卸载后不能恢复而残留下的变形。
弹塑性力学的研究对象可以是各种固体,特别是各种结构,包括建筑结构、车身骨架、飞机机身、船舶结构等,也研究量的弯曲、住的扭转等问题。
其基本任务在于针对实际问题构建力学模型和微分方程并设法求解它们,以获得结构在载荷作用下产生的变形,应力分布及结构强度等。
2、弹塑性简化模型及基本假定在弹性理论中,实际固体的简化模型为理想弹性体,它的特征是:一定温度下,应力应变之间存在一一对应关系,而与加载过程以及时间无关。
在塑性理论中,常用的简化模型为:理想塑性模型和强化模型。
理想塑性模型又分为理想弹塑性模型和理想刚塑性模型;强化模型包括线性强化弹塑性模型、线性强化刚塑性模型和幂次强化模型。
弹塑性力学有五个最基本的力学假定,分别为:连续性假定、均匀性假定、各向同性假定、小变形假定和无初应力假定。
3、研究方法及其与初等力学理论的联系和区别一般来说,弹塑性力学的求解方法有:经典方法、数值方法、试验方法和实验与数值分析相结合的方法。
经典方法是采用数学分析方法求解,一般采用近似解法,例如,基于能量原理的Ritz法和伽辽金法;数值法常用的有差分法、有限元法及边界条件法;实验法是采用机电方法、光学方法、声学方法等来测定应力应变分布规律,如光弹性法和云纹法。
弹塑性力学与初等理论力学既有联系又有区别,如下表所示:表1、弹塑性力学与初等力学理论的联系和区别二基本理论框架1、基本方程弹塑性力学和材料力学所求解的问题都是超静定问题,因此在分析问题研究问题是基本思路都是要进过三个方面的分析,这三个方面分别为:(1)静力平衡条件分析(2)几何变形协调条件分析(3)物理条件分析从而获得三类基本方程,联立求解,再满足具体问题的边界条件,即可使静不定问题得到解决,这三方面的方程为:(1)平衡(或运动方程)内部应力与外部体力之间的关系(2)几何方程(应变与位移之间的关系)(3)本构方程(应力与应变之间的关系) (A )在弹性变形阶段(B )在弹塑性变形阶段屈服函数()0ij f σ≥,则有a 、增量理论(流动理论)b 、全量理论(变形理论) a 、增量理论(i )Prandtl —Reuss 理论12ν≤() 塑性增量本构关系12G 12epij ij ij ij ijeii ii iide de de ds d s d d d Eλνεεσ=+=+-== 理想弹塑性材料2312G 212d ij ij ijs iiiidw de ds s d d Eσνεσ=+-=(ii )Levy —Mises 理论12ν=()理想刚塑性材料32iij ij sd d s εεσ=b 、全量理论(形变理论)依留申理论(强化材料)12ν≤() 312,,()2i ii ii ij ij i i ie s E ενεσσφεσ-=== 总之,当物体发生变形时,不论弹性变形还是塑性变形问题,共有3个平衡微分方程,6个几何方程和6个本构方程,共计15个独立方程(统称为泛定方程)而问题共有ij ij i u σε、、15个基本未知函数,因此在给定边界条件时,问题是可以求解的,弹塑性静力学的这种那个问题在数学上成为求解边值问题。
弹塑性力学读书笔记
弹塑性力学在岩体变形加固中的应用姓名:xx学号:导师:xx弹塑性力学这门课程是《弹性力学》的延伸,经典弹塑性力学的基本要求是应力只能在屈服面以内或屈服面之上,材料在屈服面以外的力学行为是没有定义的,这意味着经典弹塑性理论只能处理稳定结构。
结构需要加固力维持稳定,说明结构部分区域应力已超出屈服面。
一般说来对于给定的外荷载,结构的工作区域可能是弹性区、稳定弹塑性区和非稳定弹塑性区。
弹性区和稳定弹塑性区可由经典弹塑性力学处理,变形加固理论处理的是非稳定弹塑性区。
本文首次提出变形加固理论的基础是非平衡态弹塑性力学,它是经典弹塑性力学的增量延拓,其理论核心是最小塑性余能密度原理,在结构上反映为最小塑性余能原理。
1变形加固理论的提出工程结构弹塑性有限元计算表现为一系列逼近真解的迭代过程。
考察某一典型的迭代步,设某一高斯点在该迭代步的初始应力为σ0且有f(σ0)≤0,当前应力为σ1。
应力场σ0,σ1都应满足平衡条件,即该应力场在结构内处处满足平衡微分方程,在边界上满足力的边界条件,在有限元分析中表示为Σ∫BTσ0dV=Σ∫BTσ1dV=F(1)式中:F为外荷载向量,e表示对结构所有单元求和。
经典弹塑性理论要求结构各点应力必须在屈服面之上或以内,即各点都要满足屈服条件,这意味着结构在外荷载作用下是稳定的。
而本文讨论加固问题首先意味着结构在外荷载作用下是不稳定的,需要引入加固力以维持稳定。
所以有必要对经典弹塑性理论进行延拓以容纳加固特点。
受弹塑性迭代总是使范数不断减少的启发,本文提出一个最小塑性余能原理:对于给定的外荷载,在所有和其平衡的应力场中,结构真实应力场的塑性余能范数最小。
以此而论,弹塑性有限元计算的迭代过程就是△E的一个最小化过程。
3经典弹塑性本构关系本文讨论关联的理想弹塑性材料,且不考虑弹塑性耦合。
经典弹塑性力学的本构关系为率形式。
4非平衡态弹塑性本构关系非平衡态弹塑性力学处理应力状态处于屈服面以外的材料行为,其本构关系基本上就是上述经典弹塑性本构关系的增量化。
弹性力学
工程弹塑性力学读书报告学院:土环学院班级:土建6班姓名:于鹏强学号:S2*******2015年12月经过半学期对工程弹塑性力学的学习,在平时学习过程中以及做题中难免会遇到很多问题,下面我就将在学习和做题中遇到的问题以及自己对感兴趣问题的学习心得和总结的规律列在下面,以便于更深刻的理解。
一、按应力求解结果的唯一性显然,对于一个特定的力学模型(给定边界形状,弹性参数,边界条件),它的应力结果必然是唯一的。
教材28页中这样写道:当体力为常量时,在单连体的应力边界问题中,如果两个弹性体具有相同的边界形状,并受到同样分布的外力,那么,就不管这两个弹性体的材料是否相同,也不管它们是在平面应力情况下或是在平面应变情况下,应力分量x σ,y σ,xy τ的分布是相同的。
可是,在土力学中我们知道土的静止侧压力系数1K μμ=-,即1y x z z σσμσσμ==-。
显然,对于相同的边界形状以及相同的受力情况下,对于不同的土层,xzσσ的值与泊松比μ有关,这与书中28页写的结论相违背。
那么这是为什么呢?下面是我对这一问题的分析过程。
【例1】为了简便计算,假设体力不计,半无限体的边界上受法向均布拉力q ,如图所示,求应力分布。
解:半逆解法。
设2()f ρϕΦ= ①代入相容方程,得422421d ()d ()[4]0d d f f ϕϕρϕϕ+= 得 ()cos 2sin 2f A B C D ϕϕϕϕ=+++2(cos2sin 2)A B C D ρϕϕϕΦ=+++注意对称性,关于0ϕ=正对称,所以Φ为ϕ的偶函数,即0B C ==。
②求解应力分量:2cos 222cos 222sin 2A D A D A ρϕρϕσϕσϕτϕ⎧=-+⎪=+⎨⎪=⎩ ③根据边界条件求解系数2()q ϕπϕσ=±=,2()0ρϕπϕτ=±=可得: 22A D q -+= (1) 边界条件不能求解出全部系数。
下面我们来根据位移条件确定系数。
我所认识的弹塑性力学
PART THREE
添对金属材料 进行塑性变形,以制造出各种形状和尺寸的金 属制品。
添加 标题
结构分析:通过弹塑性力学理论,对建筑、桥 梁等结构的受力情况进行模拟和分析,优化结 构设计,提高结构的安全性和稳定性。
添加 标题
生物医学:利用弹塑性力学原理,研究人体软 组织的力学性质和行为,为医学诊断和治疗提 供依据。
意义:是弹塑性力学中的核心 内容,是联系力学实验与工程
实际的重要桥梁
建立方法:基于实验数据和理 论分析,通过求解物理方程得
到
屈服准则:描述材料在受力过程中何时进入塑性状态的 准则,常用的有米塞斯屈服准则和库伦-米塞斯屈服准则。
流动法则:描述塑性变形过程中,应力和应变之间的关系, 常用的有塑性流动法则和全塑性流动法则。
强化阶段:材料在屈 服后,随着应力的增 加,应变也会增加, 但此时应力增加的速 度要比塑性阶段慢。
弹性和塑性变形的定义 弹塑性变形的物理过程和特点 弹塑性变形的分类和表现形式 弹塑性变形的影响因素和规律
PART TWO
定义:应力与 应变之间的关 系,描述了材 料在受力时发 生的形变和抵 抗形变的能力。
弹塑性力学的基本 概念对于理解和应 用其理论至关重要 。
弹性:材料在受到外 力作用后发生形变, 当外力去除后能够恢 复原来的形状和尺寸。
塑性:材料在受到外力 作用后发生形变,当外 力去除后不能完全恢复 原来的形状和尺寸。
屈服点:材料在受到外 力作用后开始发生屈服 (即应力不再增加而应 变继续增加)的应力值 。
弹性阶段:应 力与应变成正 比,材料发生 弹性形变,卸 载后形变消失。
塑性阶段:应 力与应变不成 正比,材料发 生塑性形变, 卸载后形变部
分保留。
工程弹塑性力学引论读书札记
《工程弹塑性力学引论》读书札记目录一、内容概述 (2)1.1 书籍简介 (3)1.2 作者介绍 (4)1.3 研究背景与意义 (5)二、基本概念与理论 (5)2.1 弹性力学基本方程 (7)2.2 塑性力学基本原理 (8)2.3 弹塑性力学分析方法 (9)三、工程弹塑性力学应用 (11)3.1 结构分析 (13)3.1.1 建筑结构 (15)3.1.2 桥梁工程 (15)3.1.3 机械工程 (17)3.2 材料加工 (18)3.3 土木工程 (19)四、工程弹塑性力学发展历程 (20)4.1 国外发展概况 (22)4.2 国内发展概况 (24)4.3 研究趋势与挑战 (25)五、结论与展望 (26)5.1 主要成果总结 (27)5.2 存在问题与不足 (28)5.3 未来研究方向与应用前景 (29)一、内容概述本书共分为七章,主要围绕工程中广泛关注的弹塑性力学问题展开。
第一章为引论,简要介绍了弹塑性力学的产生背景、研究意义和基本概念,为后续章节的深入学习奠定了基础。
在第一章中,作者首先阐述了弹塑性力学的产生背景和研究意义。
弹塑性力学作为经典力学的一个重要分支,在工程领域具有广泛的应用,特别是在结构分析和设计中。
通过学习弹塑性力学,工程师可以更好地了解材料的非线性行为,从而优化结构设计,提高产品的性能和安全性。
作者介绍了弹塑性力学中的基本概念,包括应力、应变、塑性变形、弹性变形等。
这些概念是理解弹塑性力学的基础,对于后续的学习至关重要。
作者还通过实例和图表等形式,帮助读者更好地理解和掌握这些概念。
在第一章中,作者还介绍了弹塑性力学的研究方法和应用领域。
弹塑性力学的研究方法包括理论推导、数值模拟和实验验证等,这些方法在工程实践中具有重要的指导意义。
作者还通过案例分析等形式,展示了弹塑性力学在实际工程中的应用价值。
第一章为读者提供了弹塑性力学的整体框架和基础知识,有助于读者更好地理解和学习这门课程。
塑性力学读书报告
塑性力學(theory of plasticity)读书报告塑性力学又称塑性理论,是固体力学的一个分支,它主要研究固体受力后处于塑性变形状态时,塑性变形与外力的关系,以及物体中的应力场、应变场以及有关规律,及其相应的数值分析方法。
物体受到足够大外力的作用后,它的一部或全部变形会超出弹性范围而进入塑性状态,外力卸除后,变形的一部分或全部并不消失,物体不能完全恢复到原有的形态。
要注意的是塑性力学考虑的永久变形只与应力和应变的历史有关,而不随时间变化,永久变形与时间有关的部分属于流变学研究的范畴。
一、塑性力学简介一般将塑性力学分为数学塑性力学和应用塑性力学,其含义同将弹性力学的分为数学弹性理论和应用弹性力学是类似的。
前者是经典的精确理论,后者是在前者各种假设的基础上,根据实际应用的需要,再加上一些补充的简化假设而形成的应用性很强的理论。
从数学上看,应用塑性力学粗糙一些,但从应用的角度看,它的方程和计算公式比较简单,并且能满足很多结构设计的要求。
二、塑性力学的主要内容从学科建立过程来看,塑性力学是以实验为基础,从实验中找出受力物体超出弹性极限后的变形规律,据以提出合理的假设和简化模型,确定应力超过弹性极限后材料的本构关系,从而建立塑性力学的基本方程。
解出这些方程,便可得到不同塑性状态下物体中的应力和应变。
塑性力学的基本实验主要分两类:单向拉伸实验和静水压力实验。
通过单向拉伸实验可以获得加载和卸载时的应力-应变曲线以及弹性极限和屈服极限的值;在塑性状态下,应力和应变之间的关系是非线性的且没有单值对应关系。
由静水压力实验得出,静水压力只能引起金属材料的弹性变形且对材料的屈服极限影响很小(岩土材料则不同)。
三、塑性力学的基本假设为简化计算,根据实验结果,塑性力学采用的基本假设有:①材料是各向同性和连续的。
②平均法向应力不影响材料的屈服,它只与材料的体积应变有关,且体积应变是弹性的,即静水压力状态不影响塑性变形而只产生弹性的体积变化。
弹塑性力学读书报告
弹塑性力学读书报告本学期学了应用弹塑性力学,在老师的教导下,学到了很多知识。
弹塑性力学是固体力学的一个重要分支,是研究弹性和弹塑性物体变形规律的一门科学。
弹性阶段与弹塑性阶段是可变形固体整个变形阶段中不同的两个变形阶段,而弹塑性力学就是研究这两个密切相连的变形阶段力学问题的一门科学。
通过学习,我对固体材料变形的全过程有了一个较完整地认识,对弹塑性力学的基础理论和基本方法有比较完整地了解。
首先,弹塑性力学的研究对象是可变形固体受到外力作用或温度变化的影响而产生的应力、应变和位移及其分布变化规律的一门科学。
它是固体力学的一个分支学科。
一切工程结构物皆由一定的固体材料按某种形式组合而成。
在结构的使用过程中,其中每个构件部位将受到外力的作用或外界因素的影响,如温度的变化等。
例如,矿山的硐室、巷道和建筑物的基础等地下结构,由岩石和混凝土的砌衬组成,它们受到大地压力或其他物体的作用。
毫无疑问,它们在外力作用下将会产生变形,且在其体内产生应力。
工程建设实践表明,掌握结构中各部分的应力分布和变形规律,具有极为重要的意义。
这不仅涉及到结构物的安全可靠性,而且影响到经济性问题。
在长期的生产斗争和科学实验中,人们认识到几乎所有的变形固体材料都在不同程度上具有弹性和塑性的性能。
固体受外力作用时,一定会产生变形。
当外力小于某一数值时,卸去外载后,变形可完全消失,固体恢复原状。
我们就将固体能自动恢复变形的性能称为弹性,能自动恢复的变形称为弹性变形,只产生弹性变形的阶段称为弹性变形阶段。
若当固体所受外力的大小达到并超过某一限度后,即使卸去外载,固体除能自动恢复一部分弹性变形外,大部分的变形却被永久地遗留下来。
我们就将固体材料能够产生永久变形的性能称为塑性,遗留下来的不能恢复的变形称为塑性变形,而这一变形阶段则称为塑性变形阶段。
可变形固体在受载过程中产生的弹性变形阶段和塑性变形阶段是整个变形过程中的不同而又连续的两个阶段。
弹塑性力学则是研究这两个密切相连变形阶段的力学问题的一门科学。
弹塑性力学总结读书报告
弹塑性力学总结读书报告-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1弹塑性力学读书报告弹塑性力学是固体力学的一个重要分支,是研究可变形固体变形规律的一门学科。
研究可变形固体在荷载(包括外力、温度变化等作用)作用时,发生应力、应变及位移的规律的学科。
它由弹性理论和塑性理论组成。
弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段的力学问题,塑性理论研究经过抽象处理后的可变形固体在塑性阶段的力学问题。
因此,弹塑性力学就是研究经过抽象化的可变形固体,从弹性阶段到塑性阶段、直至最后破坏的整个过程的力学问题。
弹塑性力学也是连续介质力学的基础和一部分。
弹塑性力学包括:弹塑性静力学和弹塑性动力学。
弹塑性力学的任务是分析各种结构物或其构件在弹性阶段和塑性阶段的应力和位移,校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性,并寻求或改进它们的计算方法。
并且弹塑性力学是以后有限元分析、解决具体工程问题的理论基础,这就要求我们掌握其必要的基础知识和具有一定的计算能力。
1基本思想及理论1.1科学的假设思想人们研究基础理论的目的是用基础理论来指导实践,而理论则是通过对自然、生活中事物的现象进行概括、抽象、分析、综合得来,在这个过程中就要从众多个体事物中寻找规律,而规律的得出一般先由假设得来,弹塑性力学理论亦是如此。
固体受到外力作用时表现出的现象差别根本的原因在于材料本身性质差异,这些性质包括尺寸、材料的方向性、均匀性、连续性等,力学问题的研究离不开数学工具,如果要考虑材料的所有性质,那么一些问题的解答将无法进行下去。
所以,在弹塑性力学中,根据具体研究对象的性质,并联系求解问题的范围,忽略那些次要的局部的对研究影响不大的因素,使问题得到简化。
1.1.1连续性假定假设物体是连续的。
就是说物体整个体积内,都被组成这种物体的物质填满,不留任何空隙。
这样,物体内的一些物理量,例如:应力、应变、位移等,才可以用坐标的连续函数表示。
1.1.2线弹性假定(弹性力学)假设物体是线弹性的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、弹塑性力学发展史(一)弹性力学的发展近代弹性力学,可认为始于柯西(Cauchy,A. L.)在1882年引进应变与应力的概念,建立了平衡微分方程、边界条件、应变与位移关系。
它的发展进程对促进数学和自然科学基本理论的建立和发展,特别是对促进造船、航空、建筑、水利、机械制造等工业技术的发展起了相当重要的作用。
柯西的工作是近代弹性力学以及近代连续介质力学的一个起点。
之后,世界各国的一大批学者相继做出了重要贡献,使得弹性力学迅速发展起来,并根据实际的需要形成了一些专门分支学科,如热弹性力学,弹性动力学,弹性系统的稳定理论,断裂力学,损伤力学,等等。
弹性力学为社会发展、人类的文明进步起了至关重要的作用。
交通业、造船、铁路建筑、机械制造、航空航天事业、水利工程、房屋建筑、军事工程等的发展,都离不了力学工作者的贡献。
从18世纪开始.涌现出了一大批力学家,像柯西、欧拉(Euler L.)、圣维南(Saint—Venant)、纳维(Navier)、克希霍夫(Kirchoff,G.R.)、拉格朗日(Lagran8e,J. L.)、乐甫(Love,A.E.H.)、铁木辛柯(Timoshenkn,S.P.)及我国的钱学森、钱伟长、徐芝纶、胡海昌等。
他们都对弹性力学的发展做出了贡献,他们的优秀著作培养了一代又一代的工程师和科学家。
弹性力学虽是一门古老的学科,但现代科学技术的发展给弹性力学提出了越来越多的理论问题和工程应用问题,弹性力学在许多重要领域展现出它的重要性。
本书将介绍其基本原理和实用的解题方法.二、弹塑性力学模型在弹塑性力学的研究中,如同在所有科学研究中一样,都要对研究对象进行模拟,建立相应的力学模型(科学模型)。
“模型"是“原型”的近似描述或表示.建立模型的原则,一是科学性-—尽可能地近似表示原型;二是实用性--能方便地应用。
显然,一种科学(力学)模型的建立,要受到科学技术水平的制约。
总的来说,力学模型大致有三个层次:材料构造模型、材料力学性质模型,以及结构计算模型.第一类模型属基本的,它们属于科学假设范畴.因此,往往以“假设”的形式比现.“模型”有时还与一种理论相对应;因而在有些情况下,‘模型”、“假设”和“理论”可以是等义的。
1.材料构造模型(1)连续性假设假定固体材料是连续介质,即组成物体的质点之间不存在任何间隙,连续紧密地分布于物体所占的整个空间.由此,我们可以认为一些物理量如应力,应变和位移等可以表示为坐标的连续函数,从而在作数学推导时可方便地运用连续和极限的概念,事实上,一切物体都是由微粒组成的、都不可能符合这个假设.我们可以想象,微粒尺寸及各微粒之间的距离远比物体的几何尺寸小时,运用这个假设不会引起显著的误差。
(2)均匀及各向同性假设假设物体由同一类型的均匀材料组成,则物体内各点与各方向上的物理性质相同(各向同性);物体各部分具有相同的物理性质,不会随坐标的改变而变化(均匀性)。
2。
材料力学性质模型(1)弹性材料弹性材料是对实际固体材料的一种抽象,它构成一个近似于真实材料的理想模型.弹性材料的特征是:物体在变形过程中,对应于一定的温度,应力与应变之间呈一一对应的关系,它和载荷的持续时间及变形历史无关;卸载后,类变形可以完全恢复.在变形过程中,应力与应变之司呈线性关系,即服从胡克 (Hooke R)规律的弹性材料称为线性弹性材料;而某些金属和塑料等,其应力与应变之间呈非线性性质,称为非线性弹性材料.材料弹性规律的应用,就成为弹性力学区别于其它固体力学分支学科的本质特征.(2)塑性材料塑性材料也是固体材料约一种理想模型。
塑性材料的特征是:在变形过程中,应力和应变不再具有一一对应的关系,应变的大小与加载的历史有关,但与时间无关;卸载过程中,应力与应变之间按材料固有的弹性规律变化,完全卸载后,物体保持一定的永久变形、或称残余变形。
部分变形的不可恢复性是塑性材料的基本特征。
(3)粘性材料当材料的力学性质具有时间效应,即材料的力学性质与载荷的持续时间和加载速率相关时,称为粘性材料.实际材料都具有不同程度的粘性性质,只不过有时可以略去不计。
3。
结构计算模型(1)小变形假设假定物体在外部因素作用下所产生的位移远小于物体原来的尺寸。
应用该假设,可使计算模型大力简化。
例如,在研究物体的平衡时,可不考虑由于变形所引起的物体尺寸位置的变化,在建立几何方程和物理方程时,可以略天其中的二次及更高次项,使得到的基本方程是线性偏微分方程组。
与之相对应的是大变形情况,这时必须考虑几何关系中的二阶或高阶非线性项,导致变形与载荷之间为非线性关系,得到的基本方程是更难求解的非线性偏微分方程组。
(2)无初应力假设假定物体原来是处于一种无应力的自然状态。
即在外力作用以前,物体内各点应力均为零。
分析计算是从这种状态出发的。
(3)载荷分类作用于物体的外力可以分为体积力和表面力,两F ∆者分别简称为体力和面力。
所谓体力是分布在物体体积内的力.例如重力和惯性力,物体内各点所受的体力一般是不同的。
为了表明物体内某一点A 所受体力的大小和方 问,在这-点取物体的一小微元体V ∆,它包含A 点 (图1.1)。
设作用于V ∆的体力为F ∆,则体力的平均集度为F ∆/V ∆。
如果把所取的这一小部分物体V ∆不断减小,则F ∆和F ∆/V ∆都将不断地改变大小、方向和作用点。
现在,假定体力为连续分布,则V ∆无限减小而趋于A 点.则F ∆/V ∆将趋于-定的极限f 。
即 f V F V =∆∆→∆0lim 这个极限矢量f 就是该物体在A 点所受体力的集度。
由于V ∆是标量,所以f 的方问就是F ∆的极限方向。
矢量f 在坐标轴)3,2,1(=i x i 上的投影i X 称为该物体在A 点的体力分量,以沿坐标轴正方向时为正,它们的因次是[力][长度]3。
所谓面力是分布在物体表面上的力.如风力、流体压力、两固体间的接触力等。
物体上各点所受的面力一般也是不同的。
为了表明物体表面上一点B 所受面力的大小和方向,可仿照对体力的讨论,得出当作用于S ∆面积上的面力为P ∆,而面力的平均集度为S P ∆∆/,微小面S ∆无限缩小而趋于点B 时的极限矢量p ,即p S P s =∆∆→∆0lim 矢量p 在坐标轴i x 上的投影-i X 称为B 点的面力分量,以沿坐标轴正方向时为正,它们的因次是[力][长度]2。
作用在物体表面上的力都占有一定的面积,当作用面很小或呈狭长形时,可分别理想化为集中力或线分布力。
三、弹塑性力学问题的研究方法弹塑性力学问题的研究方法可分为三种类型:(1)数学方法就是用数学分析的工具对弹塑性力学边值问题进行求解,从而得出物体的应力场和位移场等。
在材料力学中求解超静定问题时,从静力平衡、变形几何关系和应力应变物理关系三个方面来建立求解超静定问题的基本方程,用“应力法”或“位移法"来求解各种具体超静定问题。
上述方法对于分析弹塑性力学问题同样是适用的.因为弹塑性力学的基本内容,同样可归结为建立基本方程,根据基本方程求解各类具体问题。
建立弹塑性力学的基本方程所采用的方法同材料力学相比更-般化了。
它不是对某个构件或结构建立方程,而是对从物体中截取的单元体建立方程,由此建立的是偏微分方程,它适用于各种构件或结构的弹性体。
一般来说,在外力作用下,弹塑性体内部各点的应力、应变和位移是不同的,都是位置坐标的函数。
这些函数关系只用平衡条件是不能求得的,所以,任何弹塑性力学问题均为超静定问题,必须从静力平衡、变形几何关系和应力应变物理关系三个方面来考虑。
即对单元体用静力学条件,得到—组平衡微分方程;然后考虑变形条件,得到—组几何方程,最后再利用材料的物理关系,称之为本构方程得到表示应力与应变关系的物理方程。
此外,在弹塑性体的表面上,还必须考虑体内的应力与外载荷之间的平衡,从而得到边界条件。
根据边界条件求解上述方程.便得各种具体问题的解答。
这就是说,可根据足够数目的微分方程和定解条件,来求解未知的应力、应变和位移。
因此,在用弹塑性力学的方这种方法要解含未知量的偏微分方程,对很多问题的精确求解难度很大,故常采用近似解法。
例如,基于能量原理的变分方法,其中主要是里茨(Ritz,w.)法,伽辽金(Galerkin,B.G.)法等.对于弹性力学问题,还有所谓的逆解法和半逆解法。
另一种数学方法是数值方法。
特别是广泛应用电子计算机以后,数值方法对大量的弹性力学问题十分有效。
在数值方法中,常见的有差分法、有限元法及边界元法等.目前已广泛应用于弹塑性力学的各类问题的计算中。
尤其是塑性力学方程是非线性的,因而在应用近似计算方法方面引起人们的注意.近年来由于计算技术的发展,应用增量理论进行近似计算的讨论己比较多.目前有限元法在弹塑性理论已广泛应用,可以顶计用有限元法和其他数值计算万法进行弹塑性应力分析将有广阔的前途。
(2)实验方法就是利用机电方法、光学方法、声学方法等来测定结构部件在外力作用下应力和应变的分布规律,如光弹性法、云纹法等。
(3)实验与数学相结合的方法这种方法常用于形状非常复杂的弹塑性结构.例如对结构的特殊部位的应力状志难以确定,可以用光弹性方法测定,作为已知量,置入数值计算中,待别是当边界条件难以确定时,则需两种方法结合起来,以求得可靠的解答。
四、基本思想及理论1 科学的假设思想人们研究基础理论的目的是用基础理论来指导实践,而理论则是通过对自然、生活中事物的现象进行概括、抽象、分析、综合得来,在这个过程中就要从众多个体事物中寻找规律,而规律的得出一般先由假设得来,弹塑性力学理论亦是如此。
固体受到外力作用时表现出的现象差别根本的原因在于材料本身性质差异,这些性质包括尺寸、材料的方向性、均匀性、连续性等,力学问题的研究离不开数学工具,如果要考虑材料的所有性质,那么一些问题的解答将无法进行下去。
所以,在弹塑性力学中,根据具体研究对象的性质,并联系求解问题的范围,忽略那些次要的局部的对研究影响不大的因素,使问题得到简化.(1)连续性假定整个物体的体积都被组成物体的介质充满,不留下任何空隙。
使得σ、ε、u 等量表示成坐标的连续函数。
(2)线弹性假定(弹性力学)假定物体完全服从虎克(Hooke )定律,应力与应变间成线性比例关系.(3)均匀性假定假定整个物体是由同一种材料组成 的,各部分材料性质相同。
这样弹性常数(E 、μ)等不随位置坐标而变化,取微元体分析的结果就可应用于整个物体。
(4)各向同性假定(弹性力学)假定物体内一点的弹性性质在所有各个方向都相同,弹性常数(E 、μ)不随坐标方向而变化;(5)小变形假定假定位移和形变是微小的,即物体受力后物体内各点位移远远小物体的原来的尺寸。
可用变形前的尺寸代替变形后的尺寸,建立方程时,可略去高阶微量;。