弹性力学总结

第一章 绪论

一、弹性力学的内容：弹性力学的研究对象、内容和范围。

二、弹性力学的基本量

1、外力

（1）体力

（2）面力

2、内力——应力

3、应变

4、位移

以上基本量要求掌握其定义、表达式、分量的符号、正负号规定、量纲。

三、弹性力学中的基本假定

1、连续性

2、完全弹性

3、均匀性

4、各向同性

以上是对材料性质的假定，凡符合以上四个假定的物体，称为理想弹性体。

5、小变形假定（对物体的变形状态所作的假定）

要求掌握各假定的内容和意义（在建立弹性力学基本方程时的作用）。

习题举例：

1、弹性力学，是固体力学的一个分支，它的任务是研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的（  A  ），从而解决各类工程中所提出的强度、刚度和稳定问题。

A．应力、应变和位移；                B．弯矩、扭矩和剪力；

C．内力、挠度和变形；                D．弯矩、应力和挠度。

2、在弹性力学中，作用于物体的外力分为（   C ）。

A．体力和应力；                      B．应力和面力；

C．体力和面力；                      D．应力和应变。

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弹性力学学习心得

经过一个学期的弹性力学学习，说实话，学起来还真的比较的抽象，有很多知识理解起来不是很清楚，比如一些公式的推导以及解题方法。不过经过弹性力学的学习，还是了解到了一些相关的基本理论和一些解题思想。

弹性力学，是固体力学的一个分支，研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、形变和位移。弹性力学的研究对象是完全弹性体，弹性体是变形体的一种，在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，出去外力后，除去外力后物体即恢复原状。

根据问题的性质，忽略一些很小的次要因素，对物体的材料性质采用了一些基本假定，即弹性力学的基本假定，主要有连续性、完全弹性、均匀性、各向同性，符合以上假定的物体，就称为理想弹性体；此外，假定位移和形变是微小的。

在物体的任意一点，应力分量?x，?y，?z，?yz，?zx，?xy，这六个应力分量就可以完全确定该点的应力状态；形变分量?x，?y，?z，?yz，?zx，?xy，这六个应变分量就可以完全确定该点的形变状态。物

体任意一点的位移，用它在x、y、z三轴上的投影表示。

研究讨论的平面应力弹性体的形状为等厚度均匀薄板，厚度方向的尺寸小于其他两个方向的尺寸。在解决弹性力学平面问题时，需要建立基本方程：平衡方程—应力与外力之间的关系；几何方程—位移与应变之间的关系；物理方程—应变与应力之间的关系。以及边界条

件的建立，边界条件表示在边界上位移与约束，或应力与面力之间的关系式。位移分量已知的边界，建立位移边界；给定了面力分量，建立应力边界条件。圣维南原理，面力的改变，就只会使近处产生显著的应力改变，而远处的应力改变可以忽略不计。

在解决平面问题时，按位移求解平面以及在问题或按应力求解平面问题。以及在直角坐标和及极坐标中建立基本方程和求解方法。 弹性力学的学习中，对应变、应力等量的意义有了更深的了解，以及对量的表示方式有所了解；不过还是有很多问题和疑惑，需要去思考。最后，感谢老师一学期以来的教诲！

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弹性力学关于应力变分法问题

一、起源及发展

1687年，Newton在《自然哲学的数学原理》中提出第一个变分问题——定轴转动阻力最小的旋转曲面形状问题； 1696年，Bernoulli提出了著名的最速降线问题；到18世纪，经过Euler，Lagrange等人的努力，逐渐形成变分法。 
古典变分法的基本内容是确定泛函的极值和极值点，它为许多数学、物理、科技、工程问题提供了强有力地数学工具。现代理论证明，微分方程（组）中的变分法是把微分方程（组）化归为其对应泛函的临界点（即化为变分问题），以证明其解的存在性及解的个数。讨论对应泛函临界点的存在性及其个数的基本方法是Morse理论与极小极大理论（Minimax Theory）。变分法有着深刻的物理背景，某种意义上，自然界一切物质运动均可以用某种形式的数理方程表示，一般数理方程又与一定的泛函相对应，所以一切物质运动规律都遵从“变分原理”。

由于弹性力学变分解法，实质上就是数学中的变分法应用于解弹性力学问题，虽然在讨论的近似解法中使用变分计算均甚简单（类似微分），但“变分”的概念却极为重要，它关系到我们队一系列力学变分原理中“虚”的概念的建立与理解。以下，就应力变分法进行讨论。

二、定义及应用

（1）、应力变分方程

设有任一弹性体，在外力的作用下处于平衡。命为实际存在的应变分量，它们满足平衡微分方程和应力边界条件，也满足相容方程，其相应的位移还满足位移边界条件。现在，假想体力和应变边界条件上给定的面力不变而应力分量发生了微小的改变，即所谓虚应力或应力的变分，使应力分量成为           假定他们只满足平衡微分方程和应力边界条件。

既然两组应力分量都满足同样体力和面力作用下的平衡微分方程和应力边界条件，应力分量的变化必然满足无体力时的平衡微分方程。即

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弹性力学学习心得

孙敬龙 S20xx01024

大学时期就学过弹性力学，当时的课本是徐芝纶教授的简明版教程，书的内容很丰富但是只学了前四章，学的也是比较糊涂。研究生一年级又学了一次弹性力学（弹性理论），所有课本是秦飞教授编著的，可能是学过一次的原因吧，第二次学习感觉稍微轻松点了，但是能量原理那一章还是理解不深入。弹性力学是一门较为基础的力学学科，值得我们花大量的时间去深入解读。

弹性力学主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。弹性力学是固体力学的重要分支，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，也称为弹性理论。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。

弹性力学的发展大体分为四个时期。人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了，比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。当时人们还是不自觉的运用弹性原理，而人们有系统、定量地研究弹性力学，是从17世纪开始的。发展初期的工作是通过实践，探索弹性力学的基本规律。这个时期的主要成就是R.胡克于16xx年发表的弹性体的变形与外力成正比的定律，后来被称为胡克定律。第二个时期是理论基础的建立时期。这个时期的主要成就是，从 1822～18xx年间，在A.L?柯西发表的一系列论文中明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量概念，建立了弹性力学的几何方程、平衡(运动)微分方程，各向同性和各向异性材料的广义胡克定律，从而为弹性力学奠定了理论基础。弹性力学的发展初期主要是通过实践，尤其是通过实验来探索弹性力学的基本规律。英国的胡克和法国的马略特于16xx年分别独立地提出了弹性体的变形和所受外力成正比的定律，后被称为胡克定律。牛顿于16xx年确立了力学三定律。同时，数学的发展，使得建立弹性力学数学理论的条件已大体具备，从而推动弹性力学进入第二个时期。在这个阶段除实验外，人们还用最粗糙的、不完备的理论来处理一些简单构件的力学问题。这些理论在后来都被指出有或多或少的缺点，有些甚至是完全错误的。在17世纪末第二个时期开始时，人们主要研究梁的理论。到19世纪xx年代法国的纳维和柯西才基本上建立了弹性力学的数学理论。柯西在1822～18xx年间发表的一系列论文中，明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量的概念，建立了弹性力学的几何方程、运动(平衡)方程、各向同性以及各向异性材料的广义胡克定律，从而奠定了弹性力学的理论基础，打开了弹性力学向纵深发展的突破口。 第三个时期是线性各向同性弹性力学大发展的时期。这一时期的主要标志是弹性力学广泛应用于解决工程问题。同时在理论方面建立了许多重要的定理或原理，并提出了许多有效的计算方法。1855～18xx年间法国的圣维南发表了关于柱体扭转和弯曲的论文，可以说是第三个时期的开始。在他的论文中，理论结果和实验结果密切吻合，为弹性力学的正确性提供了有力的 证据；18xx年德国的赫兹解出了两弹性体局部接触时弹性体内的应力分布；18xx年德国的基尔施在计算圆孔附近的应力分布时，发现了应力集中。这些成就解释了过去无法解释的实验现象，在提高机械、结构等零件的设计水平方面起了重要作用，使弹性力学得到工程界的重视。在这个时期，弹性力学的一般理论也有很大的发展。一方面建立了各种关于能量的定理(原理)。另一方面发展了许多有效的近似计算、数值计算和其他计算方法，如著名的瑞利——里兹法，为直接求

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弹性力学学习体会

【摘要】：在弹性力学的学习过程中，思考其与之前所学的三大力学的差异与联系，回顾了位移法在弹性力学平面问题中的运用，对比平面问题的直角坐标解答和极坐标解答。

【关键词】：弹性力学 平面问题 直角坐标解答 极坐标解答

弹性力学是一门研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、形变和位移的科学，主要研究任务是解决弹性体的强度、刚度和稳定性问题。与材料力学相比较，弹性力学不必引入一些仅仅为了方便数学推演的而人为进行的假定，因而运用弹性力学解决问题得出的结果会更加精确，我们也可以运用这种精确的结果来校核材料力学中的近似解。

弹性力学与材料力学、结构力学的研究对象和研究方法上存在着一些差异，但是他们之间的界限却又不是那么明显。以弹性力学的平面问题为例，由弹性力学中平面问题的三套基本方程（平衡方程、几何方程和物理方程）和两种边界条件（应力边界、位移边界和混合）联立，就得到了求解两类平面问题（平面应力和平面应变）的一些基本方程。但是要由这些基本方程求得解析解，又是一个复杂而困难的问题。此时，引入结构力学中的力法和位移法，可以使得某些比较复杂的本来是无法求解的问题，得到解答。其中，位移法是以位移分量为基本未知函数，从基本方程和边界条件中消去应力分量和形变分量，导出只含位移分量的方程和相应的边界条件，求出位移分量后，再求出形变分量和应力分量的方法。由于位移法能更方便地处理方程中的边界条件，因此，课本中多用位移法来进行求解。在这个章节的学习中，要先复习、回忆结构力学中关于力法、位移法的知识概念，再总结弹性力学按位移求解平面应力问题的步骤和方法。

弹性力学的第三章和第四章分别给出了平面问题的直角坐标解答和极坐标解答。直角坐标解答运用逆解法，取应力函数为多项式，给出了一系列工程问题抽象而来的模型在不同受力条件下的解答。极坐标解答方便我们去求解各种实际问题，例如：圆环或圆筒受均布压力，压力隧洞问题、圆孔的空口应力集中、半平面在边界上受集中力以及半平面在边界上受分布力等。其中，弹性力学平面问题直角坐标公式有一定规律性, 容易记忆，但极坐标公式比直角坐标公式复杂,记忆比较难，可以采用两坐标系之间相关量的对比和找出极坐标条件下微元体产生附加项的原因, 去寻求极坐标公式的记忆规律,方便极坐标公式的记忆。两个坐标系下应力分量( 无体力条件下) 的关系，见表1^[1]

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弹性力学学习心得

大学时期就学习过弹性力学这门学科，当时的课本是徐芝纶教授的《简明弹性力学》，书的内容很丰富，但是由于课时有限加上我们自身能力的限制，本科期间只学习了前四章内容，学的比较粗略，理解的也不是很多，研一的这学期又有了一次学习的机会，通过杨老师耐心细致的讲解，我觉得弹性力学是一门十分有用并且基础的学科，值得我们去研究学习。 弹性力学与材料力学、结构力学的研究对象和研究方法上存在着一些差异，但是他们之间的界限却又不是那么明显。以弹性力学的平面问题为例，由弹性力学中平面问题的三套基本方程（平衡方程、几何方程和物理方程）和两种边界条件（应力边界、位移边界和混合）联立，就得到了求解两类平面问题（平面应力和平面应变）的一些基本方程。但是要由这些基本方程求得解析解，又是一个复杂而困难的问题。此时，引入结构力学中的力法和位移法，可以使得某些比较复杂的本来是无法求解的问题，得到解答。其中，位移法是以位移分量为基本未知函数，从基本方程和边界条件中消去应力分量和形变分量，导出只含位移分量的方程和相应的边界条件，求出位移分量后，再求出形变分量和应力分量的方法。由于位移法能更方便地处理方程中的边界条件，因此，课本中多用位移法来进行求解。在这个章节的学习中，要先复习、回忆结构力学中关于力法、位移法的知识概念，再总结弹性力学按位移求解平面应力问题的步骤和方法。

弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。

弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。

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1,平面应力问题 平面应变问题 按应力求解和按位移求解不冲突。。。应力边界 位移边界

2，按应力求解得出的应力分量应满足 平衡 ，相容 ，应力边界，位移单值。 按位移求解得出的位移分量应满足位移表示的平衡，应力边界或位移边界。 按应力函数求解的应力分量满足应力边界，和位移单值。

按位移求解温度应力时，位移分量应该满足平衡和边界。

3. 小边界上圣维南取隔离体，垂直边界上用口诀（正面正向，负面负向），斜边界上老老实实的按公式2-18写。

4. 右侧边界X=0是带进去的。满足圣维南原理都是近似满足。

5.用应力函数求应力分量求出来的是通解，如果有体力不要忘了加上特解。 6，应力分量向下..

7,由于对称，只考虑一个边界， 一次和常数项 对称的利用

8，给了应力函数先去验算相容方程。三角形也是楔形。。

9.极坐标中，曲梁是根据材料力学来的，楔形体还是量纲分析，还有孔边应力集中和纯弯曲，圆环都属于轴对称问题。

10.求解温度应力一般按照位移求解，也可以按照应力求解。

11.按位移求解温度应力时，位移就等于假象的体力和面力引起的位移，而应力就等于假象的应力加上变温引起的正应力。

12，按照位移势函数求解温度应力时也要注意平面应力问题还是平面应变问题。温度中求常数是根据比较系数。

13，求主应力要求大小和方向。

14，空间问题可以直角坐标，柱坐标和球坐标。

15，按位移法求解不用满足相容方程，因为相容方程是为了保障位移的存在，而位移法就是以位移为基本未知量。

16,按位移求解时，去满足边界条件是容易的。

17，在球坐标中，由于不存在坐标方向的切应力，求出的应力就是主应力。

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