弹塑性力学读书笔记
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。
2013级--弹塑性力学总结
1．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。
在分析弹塑性力学时，对从物体中截取的单元体，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弹塑性力学的基本方程，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。
根据基本方程求解各类具体问题。
另一种数学方法是数值方法。
在数值方法中，常见的有差分法、有限元法及边界元法等。
尤其是塑性力学方程是非线性的，因而人们注重应用近似计算方法。
(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态难以确定，可以用光弹性方法测定，作为已知量，置入数值计算中，特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。
2. 载荷分类：作用于物体的外力可以分为体积力和表面力，两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。
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。
3. ABAQUS ANSYS NASTRAN ADINA各有什么优缺点ABAQUS是一套先进的通用有限元系统，属于高端CAE软件。
优点:1. 非线性结构方面的分析很强大。
它对于多载荷步的计算和规划，以及它的软件设计思想，非常严密而且直观。
可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大的复杂问题和模拟高度非线性问题。
ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究，其系统级分析的特点相对于其他分析软件来说是独一无二的。
2. 操作界面友好，不是其他CAE软件可以比拟的。
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。
《弹塑性力学》第十一章塑性力学基础
描述了塑性变形过程中应变和位移之 间的关系，是塑性力学的基本方程之 一。
塑性变形的增量理论
流动法则
描述了塑性变形过程中应力和应变增量之间的关系，是增量理论的核心。
屈服准则
描述了材料在受力达到屈服点时的行为，是增量理论的重要概念。
塑性变形的全量理论
全量应力和全量应变
描述了塑性变形过程中应力和应变的 状态，是全量理论的基本概念。
100%
材料性能
塑性力学为材料性能的描述提供 了理论基础，有助于深入了解材 料的变形和破坏行为。
80%
科学基础
塑性力学是连续介质力学的一个 重要分支，为研究物质宏观性质 的变化规律提供了科学基础。
塑性力学的发展历程
初创期
塑性力学作为独立学科始于20 世纪初，初期主要研究简单的 应力状态和理想塑性材料。
有限元法的优点在于其灵活性和通用性，可以处 理复杂的几何形状和边界条件，适用于各种类型 的塑性变形问题。
然而，有限元法在处理大规模问题时可能会遇到 计算效率和精度方面的问题，需要进一步优化算 法和网格划分技术。
边界元法在塑性力学中的应用
01
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边界元法是一种仅在边界上离 散化的数值方法，通过将问题 转化为边界积分方程来求解。
发展期
随着实验技术的进步，塑性力 学在20世纪中叶得到了快速发 展，开始涉及更复杂的材料和 应力状态。
深化期
进入20世纪末至今，塑性力学 与计算机技术、先进材料等交 叉融合，研究领域不断扩大和 深化。
塑性力学的基本假设
02
01
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连续性
材料内部是连续的，没有空洞或缝隙。
塑性变形不可逆
塑性变形发生后，不会消失或还原。
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。
弹塑性力学总结(精华)
=====WORD 完整版----可编辑----专业资料分享=====----完整版学习资料分享---- （一） 弹塑性力学绪论：1、定义：是固体力学的一个重要分支学科，是研究可变形固体受到外荷载或温度变化等因素的影响而发生的应力、应变和位移及其分布规律的一门科学，是研究固体在受载过程中产生的弹性变形和塑性变形阶段这两个紧密相连的变形阶段力学响应的一门科学。
2、研究对象：也是固体，是不受几何尺寸与形态限制的能适应各种工程技术问题需求的物体。
3、分析问题的基本思路：受力分析及静力平衡条件 (力的分析)；变形分析及几何相容条件 (几何分析)；力与变形间的本构关系 (物理分析)。
4、研究问题的基本方法：以受力物体内某一点（单元体）为研究对象→单元体的受力—应力理论；单元体的变形——变形几何理论；单元体受力与变形间的关系——本构理论；（特点：1、涉及数学理论较复杂，并以其理论与解法的严密性和普遍适用性为特点；弹塑性力学的工程解答一般认为是精确的；可对初等力学理论解答的精确度和可靠进行度量。
）5、基本假设：物理假设: （连续性假设：假定物质充满了物体所占有的全部空间，不留下任何空隙；均匀性与各向同性的假设：假定物体内部各处，以及每一点处各个方向上的物理性质相同。
力学模型的简化假设：（A ）完全弹性假设 ；（B ）弹塑性假设）。
几何假设——小变形条件（假定物体在受力以后，体内的位移和变形是微小的，即体内各点位移都远远小于物体的原始尺寸，而且应变( 包括线应变与角应变 )均远远小于1。
在弹塑性体产生变形后建立平衡方程时，可以不考虑因变形而引起的力作用线方向的改变；在研究问题的过程中可以略去相关的二次及二次以上的高阶微量；从而使得平衡条件与几何变形条件线性化。
）6、解题方法（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 7、应力的概念: 受力物体内某点某截面上内力的分布集度=lim n n n A O F dF A dA σσ∆→==∆=lim n n nt A O F dF A dAσσ∆→==∆。
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。
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
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。
弹塑性力学第五章线弹性力学问题的基本解法和一般性原理
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§5-1 基本方程和边界条件的汇总
a. 几何方程
指标符号表示
衣凹啦修仪让洛莉攘擞沥庶利礼通谊耸跑观值帧淡敞商蹲注献蔑摔铀嘻针《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理
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b. 变形协调方程
指标符号表示
§5-1 基本方程和边界条件的汇总
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§5-2 位移法
上式代入平衡微分方程，得到位移法的基本方程
在V上
或
在V上
（拉米－纳维叶方程）
及芽孰松茄桔甭稿窒刮录羌格累态赡傀眉守恐苟究屏巩掠冗课阿朴错卡吞《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理
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§5-2 位移法
1.3 本构（物理）方程（六个）
指标符号表示
上述所有方程为 ij 、 ij、ui在V上必须满足的方程，同时在S上（边界上）有边界力或边界位移。
必局洲斟死法广呆坞渤扣图审漓逆乓湾浩嗣废桥调擒卢贸违晶那舀乍汞跟《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理
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§5-2 位移法
力的边界条件转为用ui的偏微分表示的。这类边界条件从形式上看可以处理，但实际操作上有时较难处理。
撩末辰问苯接恒辙肾顿陶说马证以毕石钢编岗宿捷丹腮敖笆崖蒸司群戒俏《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理《弹塑性力学》第五章 线弹性力学问题的基本解法和一般性原理
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§5-2 位移法
位移法求解思想：
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f(?ij)?0，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（??塑性增量本构关系deij?deeij?de?pij?12Gdsij?d?sijd?ii?d?eii1?2?Ed?ii理想弹塑性材料deij?d?ii?12GEdsij?d?3dwd2?ii2ssij（ii）Levy—Mises理论（??理想刚塑性材料12）d?ij?3d?i2?ssijb、全量理论（形变理论）（??依留申理论（强化材料）12）?ii?1?2?E?ii,eij?3?i2?isij,?i??(?i)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、ui15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。
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。
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。
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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c
0 且有f( c
0) <,当前应力为c
1。
应力场c
0，c
1 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
2/ BT c
0dV= 2/ BT c
1dV=F
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。
只有增量化才能出现应力位于屈服面以外的情形，这和弹塑性数值方法的处理方法是一致的。
不过弹塑性数值方法是作为弹塑性理论的近似方法，而在本文，这些增量关系作为非平衡态弹塑性力学的本构关系，是作为事先给定的基本定义和出发点。
第一和第二最小塑性余能密度原理可统称为最小塑性余能密度原理，如上所述，其实质为增量型正交流动法则。
增量型正交流动法则为正交流动法则的一阶近似。
正是在这个意义上，非平衡态弹塑性力学可以看作是经典弹塑性力学在非稳定弹塑性区的一阶近似。
最小塑性余能密度原理式可以认为是极值问题式的增量对
偶。
如上所述，该原理是所有重要关系的出发点，是非平衡态弹塑性力学最根本的理论基石。
5最小塑性余能原理的证明和讨论
如前所述，非平衡态弹塑性力学可以看作是经典弹塑性力学在非稳定弹塑性区的一阶近似。
故在此意义上最小塑性原理亦为一阶近似理论。
但非平衡态弹塑性本构关系和最小塑性余能原理是完全一致的。
最小塑性余能原理适用于由关联的理想弹塑性材料组成的结构。
岩土材料一般为非关联流动材料，由Rade nkovic第一定理可知，在相同屈服条件下，考虑非关联效应使结构极限承载力降低，换句话说，考虑非关联效应将使加固力提高。
对于一超过极限承载力的外荷载 F 来说，可以构造无数多和其平衡的应力
场，显然所有应力场都无法全面满足屈服条件，故每个应力场都是〜种破坏模式，其塑性区构成了可行的破坏结构，并且需要加固力才能维持稳定。
对于每个和外荷载平衡的应力场，加固力方案都不是唯一的，此处假设加固力方案都是相对该应力场的最优方案。
根据最小塑性余能原理，在各种破坏机构中，真实的破坏机构加固力最小。
注意加固力就是破坏或失稳滑动的抵抗力，所以可以说，真实的破坏机构抵抗力最小。
显然当外荷载 F 趋近极限承载力时，上述提法就退化为潘家铮最小原理。
6 总结
对于给定的外荷载，结构的工作区域包括弹性区、稳定弹塑性区和非稳定弹塑性区，结构在非稳定弹塑性区需要加固力维持稳定。
经典弹塑性理论只适用于弹性区和稳定弹塑性区。
变形加固理论的理论基础为非平衡态弹塑性力学，它是经典弹塑性理论的增量延拓，适用于非稳定弹塑性区。
非平衡态弹塑性力学的理论核心为最小塑性余能密度原理，其理论基础为增量正交流动法则。
结构在非稳定弹塑性区服从最小塑性余能原理，该原理要求在给定外荷载的情况下，结构自承力最大而加固力最小，该理论为新奥法施工技术提供了严格的理论依据。
通过《弹塑性力学》的学习，我加深了对固体力学的理解，认识到弹塑性力学用于指导实际工程有很大的发挥空间，对今后的进一步学习奠定了基础，从理论上
得到进一步的加强。