弹塑性力学基础PPT优质课件

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二、 弹塑性力学的研究对象
在研究对象上,材料力学的研究对象是固 体,且基本上是各种杆件,即所谓一维构件。
弹塑性力学研究对象也是固体,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。
造成两者间这种差异的根本原因是什么呢?
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三、弹塑性力学的基本思路与研究方法
1、弹塑性力学分析问题的基本思路
阐明了应力、应变的概念和理论; 弹性力学和弹塑性力学的基本理论框 架得以确立。
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七、张量概念及其基本运算(附录一)
1、张量概念
◆ 张量分析是研究固体力学、流体力学及连续介 质力学的重要数学工具 。
◆ 张量分析具有高度概括、形式简洁的特点。
◆ 任一物理现象都是按照一定的客观规律进行的, 它们是不以人们的意志为转移的。
◆ 分析研究物理现象的方法和工具的选用与人们 当时对客观事物的认识水平有关,会影响问题 的求解与表述。
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◆ 所有与坐标系选取无关的量,统称为物理恒量。
◆ 在一定单位制下,只需指明其大小即足以被说明
的物理量,统称为标量。例如温度、质量、功等。
◆ 在一定单位制下,除指明其大小还应指出其方向
的物理量,称为矢量。例如速度、加速度等。
进行度量。 .
四、 弹塑性力学的基本任务
可归纳为以下几点: 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.为进一步研究工程结构物的强度、振动、稳定 性、断裂等力学问题,奠定必要的理论基础。
◆ 固体力学:研究对象是可变形固体。研究材料
变形、流动和断裂时的力学响应。其分支学科有: 材料力学、结构力学、弹性力学、 塑性力学、 弹塑性力学、断裂力学、流变学、疲劳等。
◆ 流体力学:研究对象是气体或液体。涉及到:
水力学、空气动力学等学科。
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按研究手段分:(理论分析、实验和数值计算)
有实验力学、计算力学二个方面的分支。
弹塑性力学与材料力学同属固体力学的 分支学科,它们在分析问题解决问题的基本 思路上都是一致的,但在研究问题的基本方 法上各不相同。其基本思路如下:
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(1) 受力分析及静力平衡条件 (力的分析)
物体受力作用处于平衡状态,应当满足的条件 是什么?(静力平衡条件)
(2) 变形的几何相容条件 (几何分析)
◆ 绝对标量只需一个量就可确定,而绝对矢量则需
三个分量来确定。
◆ 若我们以r表示维度,以n表示幂次,则关于三维
材料是均匀连续的,在受力变形后仍应是连续 的。固体内既不产生“裂隙”,也不产生“重叠 ”, 此时材料变形应满足的条件是什么?(几何相 容条件)
(3) 力与变形间的本构关系 (物理分析)
固体材料受力作用必然产生相应的变形。 不同的材料,不同的变形,就有相应不同的 物理关系。
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◆ 弹塑性力学研究问题的基本方法
按应用领域分:
有飞行力学、船舶结构力学、岩土力学、量 子力学等。
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2、弹塑性力学
弹塑性力学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。
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;
建立起普
遍适用的理 论与解法。
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;
2、弹塑性的工程解答一般认为是精确的;
3、可对初等力学理论解答的精确度和可靠
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◆ 法国科学家库伦(C.A.Corlomb1773年)、 屈雷斯卡(H.Tresca1864年)、 圣文南和莱 ( M.Levy ) 波兰力学家胡勃(M.T.Houber 1904年)、 米塞斯(R.von Mises1913年)、 普朗特(L.Prandtl 1924) 罗伊斯(A.Reuss 1930)、享奇 (H.Hencky)、 纳戴(A.L.Nadai) 、伊留申(A.A.Ииьющин)
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五、 弹塑性力学的基本假设
(1)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。
(2)均匀性与各向同性的假设:假定物体内 部各点处,以及每一点处各个方向上的 物理性质相同。
(3)力学模型的简化假设: (A)完全弹性假设 ; (B)弹塑性假设。
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⑷ 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。根据 这一假定: (A)在弹塑性体产生变形后建立平衡方程时,可以
静力学:研究力系或物体的平衡问题,不涉及 物体运动状态的改变;如飞机停在地 面或巡航。
运动学:研究物体如何运动,不讨论运动与受 力的关系; 如飞行轨迹、速度、 加速度。
动力学:研究力与运动的关系。 如何提供加. 速度?
● 按研究对象分:
◆ 一般力学: 研究对象是刚体。研究力及其与
运动的关系。分支学科有理论力学,分析力学等。
不考虑因变形而引起的力作用线方向的改变; (B)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。
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六、弹塑性力学发展概况
◆ 1678年英国科学家虎克(R.Hooke)提出 了固体材 料的弹性变形与所受外力成正比——虎克定律。
◆ 19世纪20年代,法国科学家纳维叶 ( C.L.M.H.Navier )、柯西 ( A.L.Cauchy )和 圣文南 ( A.J.C.B.Saint Venant ) 等建立了 弹性力学的理论基础。
材料力学
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弹塑性力学基础
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第一章 绪 论
一、 学科分类 ·弹塑性力学 二、 弹塑性力学的研究对象 三、 弹塑性力学的基本思路与研究方法 四、 弹塑性力学的基本任务
五、 弹塑性力学基本假设 六、 弹塑性力学发展概况 七、张量概念及其基本运算
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一、学科分类 · 弹塑性力学
1、学科分类
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