弹性力学复习思考题
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第一章绪
(1)《弹性力学》与《材料力学)、《结构力学》课程的异同。
(从研究对象、研究内容、研究方法等讨论)
(2)《弹性力学》中应用了哪些基本假定?这些基本假定在建立弹性力学基本方程时的作用是什么?举例说明哪些使用这些假
定?
(3)弹性力学中应力分量的正负是如何规定的?与材料力学中有何不同?
第二章平面问题的基本理
(1)两类平面问题的特点?(几何、受力、应力、应变等)。
(2)试列出两类平面问题的基本方程,并比较它们的异同。
(3)在建立平面问题基本方程(平衡方程、几何方程)时,作了哪些近似简化处理?其作用是什么?
(4)位移分量与应变分量的关系如何?是否有位移就有应变?
(5)已知位移分量可唯一确定其形变分量,反过来是否也能唯一确定?需要什么条件?
(6)已知一点的应力分量,如何求任意斜截面的应力、主应力、主方向?
(7)什么是线应变(正应变)、剪应变(切应变、角应变)?如何由一点应变分量求任意方向的线应变、主应变、主应变方向?(8)平面应力与平面应变问题的物理方程有何关系?
(9)边界条件有哪两类?如何列写?
第三章平面问题的直角坐标解(1)直角坐标解答适用于什么情况?
(2)应力函数是否是唯一的?它可确定什么程度?
(3)用应力函数法求解弹性力学问题的基本步骤?
(4)应力函数与应力分量间的(直角坐标)关系如何?
(5)如何利用材料力学的结果推出应力函数的形式?
(6)如何利用量纲分析法(因次分析法)确定楔形体问题应力函数的幂次数?
)
(y
xf
y
=
σ
=
y
σ)
(y
f
y
=
σ
x
y
O
τ
b
l
x
习题:3 -1,3 –2,3 –3,3 -4
第四章平面问题的极坐标解
(1)极坐标解答适用的问题结构的几何形
状?
(圆环、圆筒、圆弧形曲杆、楔形体、半无限平面体等)(2)极坐标下弹性力学平面问题的基本方
程?
(平衡微分方程、几何方程、物理方程、边界条件方程)(3)极坐标下弹性力学平面问题的相容方
程?
(用应变表示的、用应力函数表示的相容方程等)
(4)极坐标下应力分量与应力函数ϕ间关
系?
(5)极坐标下弹性力学平面问题边界条件的列写?
(6)极坐标下轴对称问题应力函数ϕ、应力分量、位移分量的特点?
(7)圆弧形曲梁问题应力函数ϕ、应力分量、位移分量的确定?
(如何利用材料力学中曲梁横截面应力推出应力函数ϕ的形式?)(8)楔形体在力偶、集中力、边界分布力作用下,应力函数ϕ、应力分量、位移分量的确定?
(9)半无限平面体在边界上作用力偶、集中力、分布力下,应力函数ϕ、应力分量、位移分量的确定?
(10)圆孔附近应力集中问题应力函数ϕ、应力分量、位移分量的确
定?
(11)叠加法的应用。
q
θ
τ
θ
2
sin
2
q
r
-
=
θ
b
a
非轴对称问题
楔形体一侧受分布力
))()(1r f q r f θ+)
(3r 为曲梁圆周边界上的分布载荷。M ,
分别为梁截面上弯矩与剪力。结合应力分量与应力函数的关系确定应力函数:
2
2r ∂∂=
ϕ)
(r f =ϕθϕsin )(r f =θ
ϕcos )(r f = 4. 半平面问题
P
x
y
O
θ
r x
y
O
θ
r
M
q
x
y
O
θr
q
x
y
O θ
r
a a )(x q x
y
O
θ
r
)
(θrf =)
(θϕϕ=)
(2
θϕf r =(3θϕf r =叠加法的应用
课堂练习:
(1)试用边界条件确定,当图示变截面杆件受拉伸
时,在靠杆边的外表面处,横截面上的正应力
与剪应力间的关系。设杆的横截面形状为长矩形,板厚为一个单位。
y x σσ,xy τ(2)z 方向(垂直于板面)很长的直角六面体,上边
界受均匀压力p 作用,底部放置在绝对刚性与光滑的基础上,如图所示。不计自重,试确定其应力和位移分量。
(3)有一薄壁圆筒的平均半径为R ,壁厚为t ,两端
相等相反的扭矩M 作用。现在圆筒上发现半径为a 的小圆孔,如图所示,则孔边的最大应力如何?最大应力发生在何处?
(4)已知圆环在r=a 的内边界上被固定,在r=b 的圆
上作用着均匀分布剪应力,如图所示。试确定圆环内的应力与位移。
第七章平面问题的差分解
(1)了解差分法的基本思想;
(2)了解应力函数差分解中,应力分量的差分公式;应力函数的差分方程;
(3)了解应力函数差分解求解弹性力学问题的基本方法步骤;
第八章空间问题的基本理论
(1)空间一点的应力状态及其表示;如何由一点应力状态的六个分量求任意斜截面上的应力、主应力、主应力方向、最大最小正应
力,最大最小剪应力及其所在作用面方向;
(2)何为应力不变量?各个应力不变量的物理意义及其计算?
(3)空间一点的应变状态及其表示;如何由一点应变状态的六个分量求任意方向线应变、主应变、主应变方向;
(4)何为应变不变量?各个应变不变量的物理意义及其计算?
(5)能否证明三个主应力方向一定互相垂直;三个主应变方向一定互相垂直?
(6)何为张量?一点应力状态的张量表示;一点应变状态的张量表示;一点位移分量的张量表示;
(7)应变张量分量与工程应变分量之间有何关系?
(8)空间问题的基本方程:平衡方程、几何方程、物理方程;基本方程的张量表示;
(9)空间问题物理方程的各种表达形式:
(a)用应力表示应变,式(8-17);
(b)用应变表示应力,式(8-19);
(c)用体积应力表示体积应变,式(8-18);
(10)线弹性状态下,材料的拉压弹性模量E、剪切弹性模量G、体积性模量K、材料的泊松比μ间存在什么关系?
(11)对极端各向异性体,存在多少个独立材料常数?正交各向异性体存在多少个独立材料常数?横观各相同性体有多少个独立材料常数?各向同性弹性体具有多少个独立的材料常数?
(12)对极端各向异性体,存在多少个独立材料常数?正交各向异性体存在多少个独立材料常数?横观各相同性体有多少个独立材料常数?各向同性弹性体具有多少个独立的材料常数?
(13)空间轴对称问题的基本方程:平衡方程、几何方程、物理方程;(14)空间球对称问题的基本方程:平衡方程、几何方程、物理方程;(15)空间问题的边界条件列写;
第九章空间问题的解
(1)按位移求解空间问题的基本方程:
(a)用位移平衡微分方程;
(b)应力边界条件;位移边界条件。
(2)按位移求解空间轴对称问题的基本方程;按位移求解球对称问题的基本方程。
(3)按位移直接求解空间问题:
(a)半无限大弹性体,受重力及在边界上受均布压力作
用;
(b)空心球体受均布内压或外压作用。
(4)什么是位移势函数?位移势函数与位移分量的关系如何?位移函数与应力分量的关系如何?
(5)在无体力的情况下,若弹性体存在位移势函数ψ,则该位移势函ψ应满足什么方程?该方程的物理意义如何?
(该位移势函数ψ应为调和函数;该方程表明各点体积应变e =0)
(6)拉甫位移函数的概念;拉甫位移函数与轴对称位移分量间的关系如何?拉甫位移函数与应满足何条件?拉甫位移函数应为什么性
质的函数?拉甫位移函数法主要用来解决什么样的弹性力学问
题?
(7)伽辽金位移函数的概念;伽辽金位移函数与位移分量间的关系如何?伽辽金位移函数与应满足何条件?伽辽金位移函数应为什么
性质的函数?
(8)半空间体在边界上受法向集中力作用问题的求解?空间一点的沉陷的计算公式(9-19)?与半无限平面问题中一点的沉陷公式
30)有何区别?
(9)按应力求解空间问题的基本方程:
(a)平衡微分方程;
(b)相容方程(9-31)、(贝尔特拉密方程)(9-32);
(c)边界条件。
(10)空间的变形协方程(应变相容方
程);
(11)按应力求解空间轴对称问题的基本方程;
(12)按应力求解空间轴对称问题的应力函数法。