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标题: 弹性力学中的一个问题 [打印本页]

作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-23 17:12
标题: 弹性力学中的一个问题
这两天重温弹性力学,又把之前没解决的问题给想起来了,连着三四天自己没法给出解释,陷进黑洞自己出不来了,睡觉都不香了,现在求大侠抽醒。
: C% ~0 x+ a2 Y4 ~& p$ H% _& ?% |极坐标下的应变问题,
$ G0 T) @2 ~2 C& U  U' X图中的这个环向的应变,大侠们肯定都知道。现在就是前面"v/r”这部分应变问题。照本宣科,照书的方式理解没有问题。
7 I7 P: c" s' Y6 {: u但就我自己想,想出问题来了。位移函数vrθ的函数,a点的环向位移va=v(r,θ)d点的环向位移vd=vrθ+dθ),dv按第二个图。+ s3 Y7 C: [* Y8 Y) B
; f' u, V9 U7 }2 U. T
这建立在位移函数的rθ的两个变量是没有变形前的坐标,在没有变形前a的坐标就是(r,θ)d点的坐标就是(rθ+dθ),两点的变化只有的变化。9 B2 C. X& B! T, {( V: Z3 p

$ H$ q1 J3 Q6 E9 U3 b难道是我认识出错误了,位移函数是变形后的坐标?既如此,dv应该是第三个图。
9 q+ L9 A% x2 F6 l7 ?
& e9 i5 I/ z+ d) \/ W也是没有v/r项。
0 S8 O$ T4 ]1 I5 u9 A+ { % d2 i- m" L$ |1 }3 y2 {/ |- Z
照书中理解,这个环向位移是坐标点v(r,θ)vr+uθ+dθ)俩点引起的弧长差,这两个坐标一个是变形前的圆盘a的坐标,一个是变形后的圆盘d点的坐标。
' W, W( b& f7 C: q( s# A4 k+ o( P . Q- U) N: i- i* q* {/ Y9 _
矛盾点是,单从函数v(r,θ)上说,无论rθ表示的是变形前圆盘定的坐标,还是变形后圆盘定的坐标,dv都没有v/r,除非一个是变形后的坐标一个是变形前的坐标。求大侠把我从牛角尖里拉出来。
1 z! _1 r  R3 j. T9 d0 X
2 S; C2 N) M8 D& ?$ h8 x+ C. P9 W/ }. ^
补充内容 (2016-5-24 09:00):# l) k1 O9 E5 Q4 S
发帖,错把u/r打成v/r。$ ^, Z) ^/ H+ L% a

4 C4 J: l0 v+ \. R  q! R补充内容 (2016-5-27 12:31):
: {% [7 W' G- }/ |2 X$ a纠结已经解决
作者: 云制造    时间: 2016-5-23 18:56
照书中理解,这个环向位移是坐标点v(r,θ)和v(r+u,θ+dθ)俩点引起的弧长差,这两个坐标一个是变形前的圆盘a的坐标,一个是变形后的圆盘d点的坐标。
; H# ^5 |5 X- l- ?' x8 l1 _) u1 i2 v9 d4 Z9 d0 S5 z/ n6 X
你这个就理解错误了,没弄懂书中意思。环向位移是v(r,θ)和v(r,θ+dθ)两点变形后的弧长差。
( {  x# b% Y9 u5 c# M! m: J4 f5 T: K+ Q/ l4 ~
位移函数是变形后的坐标?这个你也理解错了,位移函数描述的是变形的大小,跟变形后的坐标没有关系,要有关系也是一个点变形后的坐标是原始坐标加上位移函数的值4 \' X+ A- R8 J, F

作者: 云制造    时间: 2016-5-24 08:42
两点的长度变化是dv,原始长度是rdθ,所以只有环向位移引起的应变为dv/rdθ,不知道楼主纠结的v/r,在哪里出现?
作者: 云制造    时间: 2016-5-24 08:46
如果是图上的v/r,这只是表示一个点的切向角度变化。跟切向应变不是一回事。因为rdθ=v
作者: 云制造    时间: 2016-5-24 08:55
v/r只是表示每一个点的角度位移,就是说,每个点移动了多少度。v=2πr,说明一个点旋转了一周,楼主说过的 v/r”这部分应变问题,理解就错了,这不是应变。跟径向应变一样,要求的是两点变形前后的长度差,而不是一个点的位移,如果两个点同时位移为du,应变就是0。不要将位移和应变混为一谈。比如刚体位移,就没有应变。
作者: 云制造    时间: 2016-5-24 09:03
云制造 发表于 2016-5-24 08:46
4 o  ~; o* P/ l如果是图上的v/r,这只是表示一个点的切向角度变化。跟切向应变不是一回事。因为rdθ=v

% ?: n, s0 d/ }$ }; B1 `) su/r不是很好理解吗,只有径向位移u,则两点都沿着原来不变的角度移动u,则r就变成了r+u,这个时候,两点之间的弧长,不就是(r+u)dθ,而原来两点之间的弧长是rdθ,所以应变是两者之间的差值再除以rdθ,就是u/r
. l; I9 l5 r: |- x  X: _  R
作者: 云制造    时间: 2016-5-24 09:13
楼主要用物理场景来理解,有物理场景,能更好的理解数学推导过程。这个极坐标应变应该是很好理解的。你说的u/r。就想象是一个固定顶角(dθ)的三角形,而三角形的底边在向外移动的过程(就是u增大),是不是底边会不断拉长,应变不断增大
作者: 云制造    时间: 2016-5-24 09:15
底边不断拉长,应变不断增大。就是切向应变不断增大。三角形的底边长就是切向的长
作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-24 09:28
云制造 发表于 2016-5-24 09:03
$ T( ~  o9 _8 C( B8 o" F$ K$ ?u/r不是很好理解吗,只有径向位移u,则两点都沿着原来不变的角度移动u,则r就变成了r+u,这个时候,两点 ...
8 F8 C: F: t) t% |4 m
我知道按书理解可以理解,帖子中我也说明了,书中的理解方式清楚。" x) \0 G1 M* }
咱们换一个方式,环向位移V是关于r和θ的函数,r和θ是原始坐标(没有加载荷的时候)。经过平衡条件、边界条件、相容条件,我们可以把应力函数和位移函数都推导出来,关于r和θ的函数(注意,r和θ是原始坐标)。$ u* |; I8 _8 }! v% ?0 {" N
假设环向位移函数V=v(r,θ),分别带入d点和a点的坐标,那么d点处的环向位移Vd=v(r,θ+dθ),a点处的环向位移Va=v(r,θ)。那么弧长ad的增长量δ=Vd-Va=v(r,θ+dθ)-v(r,θ),应变ε=δ/r* O0 @* @( W' k8 ?; V8 A
δ=Vd-Va=v(r,θ+dθ)-v(r,θ)=(v对θ的偏导数)*dθ(帖子中打不出来偏导数符号,我就暂时用Χ表示该偏导数)=Χ
6 A5 K9 P& c5 Q那么总应变ε=Χ/r,其中并不包括u/r。9 [' J7 Z1 c' O
这是建立在r和θ原始坐标,假设位移函数V情况下,从偏导数定义推出来的。& I3 C) {) u6 t# t+ x, P
因此,这个时候我就假设的把V看成是r和θ变形后的函数,这样推出来也不对。(帖子中的第二步)
, P  I$ p( [' ]若想包括u/r这一项,单独的从环向位移函数V的偏导数中我找不出来,我就试一下全微分,因此有了是v(r,θ)vr+uθ+dθ)两点的弧长差的想法,但是这个一个是变形前的坐标参照,一个是变形后的,肯定不对。这就是我现在的矛盾点,脑子绕在这里出不来了。
( j5 l3 a# I: r% x0 b4 j不知道大侠看懂我的矛盾点了没?% ^2 e# R. _* V2 N4 J

作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-24 09:48
云制造 发表于 2016-5-24 09:03
, [( U8 F( K$ o% W- mu/r不是很好理解吗,只有径向位移u,则两点都沿着原来不变的角度移动u,则r就变成了r+u,这个时候,两点 ...

0 c9 i$ t5 A0 J2 I( ~0 U% u再补充一下,我们知道一个函数V=v(r,θ),这个函数表示的是位移,现在求a点(r,θ)和d点(r,θ+dθ)两点的位移,怎么求?带进去,分别是v(r,θ)和v(r,θ+dθ)# K% ^1 g9 O3 Y2 D3 F6 R
那这两点的函数之差(位移之差)怎么求?v(r,θ+dθ)-v(r,θ)=Χdθ。。。。。Χ表示v对θ的偏导数
" }8 d5 F- b5 q9 P' b- a这个位移之差是什么?变形量δ# J9 i+ r0 M+ I* |, ^
应变ε=δ/rdθ=Χ/r。不包含u/r项。
, w9 u. m  `! L" h9 [" F" i6 N + ]% g+ R+ C' H8 |' ^3 W
这是在已知函数V的情况下) c, B6 D. Y' K0 A2 g

2 u5 D1 ?9 x$ C1 i1 l
作者: zerowing    时间: 2016-5-24 14:50
看你的思维很混乱的说。6 M) J/ j# h0 A$ b* L/ D
分清什么是切应力什么是正应力。要明白分别由什么产生。径向位移产生的弧长变化对应的是周向切应力。而周向位移对应的弧长变化对应的是周向正应力。以此类推。1 ?9 @; w3 }# F) ?' x9 Q9 f" x2 e

作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-24 15:51
zerowing 发表于 2016-5-24 14:50. j- w  G( V8 \7 L: i# ~( O
看你的思维很混乱的说。2 [% q0 t# R2 A0 t% z, }
分清什么是切应力什么是正应力。要明白分别由什么产生。径向位移产生的弧长变化 ...
$ a0 ^/ u! L; H2 m
零侠,位移是一个单元一个单元的应变叠加来的,就切出来的圆盘上的一个微小块来说,径向应变是由径向正应力引起的,环向应变是由环向正应力引起的。我没有觉得我的思维混乱,就是按照弹性理论推出来的总的环向应变,和假设位移函数V已经存在推出来的环向应变差u/r项。上楼大侠说的好,结合物理场景有助于理解数学模型,但同理在不参考物理模型,单纯按数学模型推倒,两者的最终结果应该一样。现在,我的脑子中两个结果就差一项。
' f+ B7 f) l* A% _$ d4 V1 \零侠,给俺解释一下最后一个图中总应变“u/r”这部分,按书中的方式可以理解,为什么我按照9#和10#的方式理解就少了u/r这一部分?
+ g, Z3 C$ t" Q: j% W& n! b' U
作者: 云制造    时间: 2016-5-24 17:12
不懂的太多xx 发表于 2016-5-24 09:28
% S+ Z. \  G$ O! N/ v我知道按书理解可以理解,帖子中我也说明了,书中的理解方式清楚。9 J% [5 ?2 A- t. A) K; f/ y" P: s
咱们换一个方式,环向位移V是关于r和 ...
. U" p+ [; ^) m
因此有了是v(r,θ)vr+uθ+dθ)两点的弧长差的想法,但是这个一个是变形前的坐标参照,一个是变形后的,肯定不对。
0 A4 H+ a5 m1 G3 h3 W% v; V
- K! V+ w) p/ c5 A% I) I# g6 r
7 S  V; v+ ~' ^% g
这个不是这样的,都是变形前的坐标。是v(r,θ)vr+drθ+dθ)两点弧长差,r是自变量,u是因变量,不要搞混淆了,所以不是vr+uθ+dθ。u只是位移的大小,不是坐标值。
: |4 }3 s: }) o3 ]0 V: X* r9 [7 z: {3 ]1 x

& N& M2 v$ k% B4 b' ~4 _1 B( |% Z* o; L$ x% k$ J

6 m- l+ v) q; U% v# G
# X5 ~! K6 E, C8 i! L" c- Y
  d' P3 d- v/ W( Q

作者: zerowing    时间: 2016-5-24 22:57
不懂的太多xx 发表于 2016-5-24 15:519 n* u. r0 b6 F
零侠,位移是一个单元一个单元的应变叠加来的,就切出来的圆盘上的一个微小块来说,径向应变是由径向正应 ...
5 z+ _3 L- A1 u) q
这样回复你吧。/ y& M7 l* L4 Y) J. w1 F! ]
1。V函数是周向位移,周向位移必然伴随夹角的变化,以及由此产生的部分切应变。
# T% }0 h0 d" ]# G2。U函数是径向位移。径向位移不产生夹角变化,即不产生V变化。在极坐标系中,径向位移产生第二部分的切应变。- Z9 [& F! r" p; r/ n  j
3。研究总切应变不可能只靠一个V函数解算。所以,我一直都搞不懂你为啥揪着个V不放,却一直不理U函数。
  b' y6 x+ e) x: J所以,我始终没有看到你说的矛盾点。你只考虑V影响,自然不会有u/r的相。' h6 E8 W- P5 l: F. H3 k- N- [# z( m

作者: zerowing    时间: 2016-5-24 23:05
本帖最后由 zerowing 于 2016-5-24 23:08 编辑 % e# g# H) D! ~8 K. \: n1 T
1 f/ d" P! T7 O5 C- `
再回答你10楼的问题。: O/ n* h! t" _; S# u
如果你10楼里的V函数是一个综合函数,不是分量函数(不是单纯的周向位移函数),如你写的 V=v(r,θ)。那么最终位移之后的a,d坐标会是r? 一定是r+u。
- R- s4 I; \% p! j/ l' Q9 j# x
. s/ j9 {7 x; @而如果你的V函数是分量函数,比如周向函数,那么V=v(θ)。跟r是毫无关系的。你这么写这个函数本身就有问题了。
, L: u. r  l% \) @" V
% q0 |; L+ P0 I: a这么说能否清楚?
作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-24 23:24
zerowing 发表于 2016-5-24 22:57, m# u, v) Z2 [
这样回复你吧。2 Y% o2 C+ E" M8 b. W
1。V函数是周向位移,周向位移必然伴随夹角的变化,以及由此产生的部分切应变。
' ?6 B% G$ [7 {- L; Q  K2。U函 ...

: n9 Q' Y* [$ i2 K% j零侠,感谢这么晚还回复我。
; }0 ~0 Z/ S3 T1 [你和云侠说的意思是一样的,跟书上的解说方式一模一样,我都能看懂和理解。- \" |2 J1 P3 U$ g/ }  S+ }2 r
首先是你假设的v只与sita角相关,与r不相关,用v(r,sita)表示有问题。我觉得没问题,v(r,sita)包含v(sita),若一种方法能够处理前者,那么必然能够处理后者。
$ D$ |) \5 e& V; Y2 V* |
作者: 云制造    时间: 2016-5-25 08:55
云制造 发表于 2016-5-24 17:12
: J; q: o+ b% y' s& @因此有了是v(r,θ)和v(r+u,θ+dθ)两点的弧长差的想法,但是这个一个是变形前的坐标参照,一个是变形 ...
" k; V, H7 q$ p$ g7 V/ w7 O
假设环向位移函数V=v(r,θ),分别带入d点和a点的坐标,那么d点处的环向位移Vd=v(r,θ+dθ),a点处的环向位移Va=v(r,θ)。那么弧长ad的增长量δ=Vd-Va=v(r,θ+dθ)-v(r,θ),应变ε=δ/r
0 V0 X+ ]  N! I; G2 @δ=Vd-Va=v(r,θ+dθ)-v(r,θ)=(v对θ的偏导数)*dθ(帖子中打不出来偏导数符号,我就暂时用Χ表示该偏导数)=Χ
2 {) b) h; A" |& q- b& r: j& y9 ]那么总应变ε=Χ/r,其中并不包括u/r。

7 F7 [4 ]( [, U$ M0 T
7 S0 |& k1 V; u* s5 N. Y; q' h* A楼主这个求的就不是总应变,你这个首先就嘉定了r是常量,而不是变量,这只是切向位移引起的应变。就好像是a和d点沿着半径为r 的圆弧移动(切向位移),实际的运动还包含径向位移(引起应变u/r)。楼主要有自变量和因变量思维。r和θ都是自变量,u和v是因变量。不要将u和搞混,如果你学过流体力学就更有物理场景的理解,所以原始坐标,就是做标记用的。流体中有些粒子就是自由迁移的,固体中的粒子还好,变形前后都是挨着在一起,移动到某一个点就是变形前某一个粒子的初始点,这是重叠的,不要搞混。关键是要变形前后,两个相同粒子之间的位移差,而不是同一个粒子变形前后的位移差。楼主的r+u就是同一个粒子从r移动了u。我暂且认为楼主是这样搞混的
' g+ N" }0 t9 Q2 I2 a' E* N$ Y1 {

作者: 云制造    时间: 2016-5-25 08:56
数学推导过程
作者: 云制造    时间: 2016-5-25 09:00
云制造 发表于 2016-5-25 08:56
- N% I0 F* O1 i) c3 Q数学推导过程

# U5 q( A* U* H' y[attach]388058[/attach]
作者: 云制造    时间: 2016-5-26 08:48
云制造 发表于 2016-5-25 09:00

0 T9 t) g5 f# T& {8 j! Bv(r,sita)是a点的环向位移,r dsita 是ad段的原始弧长,讨论的不是相等,二是两者之间的差相等,看来楼主还是没有明白。两个点变形后的位移差,就是等于两个点变形后的长度,减去变形前的长度,变形前dθ很小,a,d之间的环向距离就是rdθ,楼主应该清楚推导过程的dr和dθ都是无穷小量。甚至一些高阶小量都会省去,比如(r+dr)dθ,这个时候rdθ比drdθ高一阶,drdθ就可以忽略。这些楼主应该清楚,我也没有特意强调。5 ?8 M% V/ |5 N% H- p3 u% h% L
( A5 c" D3 B) g* m5 }
我觉得我这个讲的很清楚了,包括前面的帖子也强调了。关键是两个点变形前后的位移差。单个点的v是没有意义的,二是两个点v的差,而两个点v的差。v(r,θ)是不等于rdθ,v(r+dr,θ)也不等于(r+u)dθ,而是v(r+dr,θ)和v(r,θ)的差,是等于(r+u)dθ与rdθ的差。推导偏导数的过程也是强调这个时候θ是常量,旁边也画了个图,做说明
4 x" }. Q% y  M0 F+ f4 k$ U7 q8 e' ]# N8 W8 c# m

: U2 @0 t) t% A- z+ a& B6 V9 p" j$ K! {5 ~

" u) v9 g, c0 c$ q+ P( L楼主自己再多思考思考,脑子里要有物理场景,也要知道这个时候的dr和dθ都是非常小的。这个本来就是基本的公式,我觉得我已经讲的比较清楚了。书中是从仅径向和仅环向两者单独推导再综合的,这个是为了简单明了,而位移是可以分解的,可以认为变形是先径向移动,再环向移动。跟路径无关,但最终的变形是一样的。而将径向位移和环向位移同时考虑进来,画图出来就不直白。: X. x0 l/ y" s( R- B
2 B% D5 Q: O' J3 q1 R

1 g; X# h- Q0 `1 }# q$ J8 ~- R
6 o& S5 C0 g, r7 v5 f2 b0 d. p

$ R6 L" _  D" r5 [# {7 F: e% {! Q) ~# u' M5 _

作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-26 14:10
关于我自己纠结的点,我已经解决,证明过程放出来了。首先感谢云侠和零侠的回帖。特别感谢一下零侠。
作者: 云制造    时间: 2016-5-26 19:28
不懂的太多xx 发表于 2016-5-26 14:10
) a( y% f* {  ~" @关于我自己纠结的点,我已经解决,证明过程放出来了。首先感谢云侠和零侠的回帖。特别感谢一下零侠。
1 \( d+ R* A  g5 g1 {, p4 I8 v
这个是没有问题的,只不过相当于楼主绕了个弯,d''d'''其实就是环向位移,如果没有环向位移,旋转a'到a'',那d'就会到d''。所以绕了一圈,还是跟原来的物理过程是一样的。跟单独考虑径向位移和环向位移再综合是一样的。
; d3 T5 m) t$ a9 W; l$ j$ K# n1 Z  m# I7 P
另外楼主要注意的是,严格意义上其实d'和d''不是在半径为(r+u)的同一个圆弧上,d''是距离这个圆弧有一个小的增量,因为是dr和dθ都是无穷小量,可以认为d'和d''在同一个圆弧上。$ j+ D- C1 F! J9 Z2 c/ s4 R- `

+ h' x. B8 h8 @+ e  _# g, o这也是我那个数学方程推导过程的分母直接是rdθ,实际上严格意义上是点(r,θ)和点(r+dr,θ+dθ)的距离,是省去了高阶小量。
" u( u0 ^/ d$ S' g% B: V/ E  _" v
% z, p4 f. l: O; e% r$ b6 b其实我那个就是纯数学推导,只是在最后求偏导数时用图作了说明,(针对仅径向位移)。  m1 R# ]+ Y" @" ], y: O/ X+ ~

) ~8 H! G, G$ e4 F' l# d另外我为什么强调单个点的位移意义不大,是因为存在刚体位移或者其他位移情况下,即使有位移,也没有变形,(或者大位移,小变形),所以我强调两点变形前后位移差。(就像这个极坐标下,所有点绕着轴线旋转,有位移,无应变)。( y9 s$ N% R+ _# B; B

9 @: K6 l/ n+ b9 `. T1 ?
+ b4 W6 g' }( c3 H8 m2 X7 V3 a另外这些方程都是针对小变形,10的负几次方的量级。对于大变形,比如橡胶之类物质,就不是这样的方程。
" D+ I6 m$ B: l9 e, B5 D' L3 b( f, \8 q4 {5 N7 U  k$ t9 L
) r& _4 `, j5 w) |1 S

作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-26 20:08
云制造 发表于 2016-5-26 19:28
1 H/ ]1 r" N2 x3 E$ ?* z" c这个是没有问题的,只不过相当于楼主绕了个弯,d''d'''其实就是环向位移,如果没有环向位移,旋转a'到a'' ...

& T. Y: y: \! |我一直也说,理解这个借助物理模型和不借助都得一样,而我一直只想从应变的最基本定义来推倒,过程中我旋转只是借助一种数学方式来计算这个。' z, G6 j4 v& n- U  ?
大侠有一点错误,并不是(r,sita)和(r+dr, Sita+d Sita)的距离,而是和(r,sita+d sita),dr和dsita是定义这个微单元的微小量。
+ ~4 n+ f: ?9 `, y$ g$ K2 V, U四个点,变形前坐标是(r,sita),(r,sita+dsita),(r+dr,sita),(r+dr,sita+dsita). ]7 s( n/ b+ X* O  O/ S; M' E
变形后(r+u,sita+a),(r+u+X,sita+a+b),(r+u+dr,sita+a),(r+u+dr+X,sita+a+b),其中X是u对sita的偏导数乘以dsita,a是点a转过的角度,b是变形后dsita的增加的角度,严格来说前后角度也是不一样的。而这也是建立在忽略ab边的剪切角,这个是因为v对r的偏导数乘以dr产生的,之所以忽略是因为这些都是高阶微量。其实同样的,满复杂的我也已经证明,只不过图太乱,不好看清。
) B" [. x6 i! I- j2 S
作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-26 20:20
本帖最后由 不懂的太多xx 于 2016-5-26 20:39 编辑
$ @6 ]6 I6 n  Z# `- |7 ^; o
云制造 发表于 2016-5-26 19:28
; F- C! g$ d; I" R/ ]这个是没有问题的,只不过相当于楼主绕了个弯,d''d'''其实就是环向位移,如果没有环向位移,旋转a'到a'' ...

- l  M7 \# w+ g% q1 L大侠用v(r+dr,sita+dsita)-v(r,sita)表示ad线段的伸长量有点突兀。从你的第一个公式来看,你是想求应变,分母是rdsita,但是分子确实c点环向位移减去a点环向位移,分子表示的还是ad线段的伸长量,两个点还不在微单元的任何一个边上,这个得需要证明。- G# K  L, @& }# j
大侠v对sita的偏导数求解没有任何问题。
) T" n- p) {4 J- g" w( t关于这个理解,我想问大侠一个问题,对于在笛卡尔坐标系下的长方体微单元和极坐标下的微单元,关于应变的算法和表示的意义。在笛卡尔下,左右两边线段的伸长都可以表示y向应变;在极坐标下用ad线段应变代表环向应变,有没有想过用bc线段应变代表环向应变,两者是否相同,有没有算过?为什么书中用ad线段表示,而不用bc线段表示?- ^3 V' ^  c( W& e8 I

作者: 云制造    时间: 2016-5-27 09:04
不懂的太多xx 发表于 2016-5-26 20:08
* D: J3 }8 C1 m: R# X* e+ R% p我一直也说,理解这个借助物理模型和不借助都得一样,而我一直只想从应变的最基本定义来推倒,过程中我旋 ...
; P1 r$ p7 j& j" }5 Y
不是 4个点,我推导过程就是在(r,θ)点附件取一个点,这个点就用(r+dr,θ+dθ)表示,就像y=f(x),求它的导数就是x=x0附件取一个点,这个点的位置是x0+Δx,增量是Δy。所以我的那个式子表示,(r,θ)和(r+dr,θ+dθ)之间v的增量Δv,除以原始的两点之间的长度rdθ(忽略高阶小量)。
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5 b5 B% O1 }# T) `4 {& l6 R另外你问的,ad和bc,其实就是伪命题。你自己推导的过程切应变用的ad线段,而不是是取微元体,其实ad可以任意取,ad也可以取在bc的位置。另外要有这个概念,这个时候的ad和bc其实是非常近的,只不过画图作为说明,把距离划的很大,好像两处的应变不一样。应变是有连续性的,不会在一点的左侧和右侧有突变,bc是无限接近ad,(微元体到底有多微?要有极限的场景理解),其实既然是取微元体,就可以认为在微元体内的量是常量(或者可以认为取的微元体的平均量),如果还认为比如长方形微元体的正应变沿着斜边不是常量,就没必要。即使有细微的变化,也是高阶小量。所以你说的ad和bc的区别就是伪命题。' I2 M+ y- R' i1 q9 Y: O
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作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-27 11:21
云制造 发表于 2016-5-27 09:04
7 l6 u) F+ r! q. L% ^5 h. r不是 4个点,我推导过程就是在(r,θ)点附件取一个点,这个点就用(r+dr,θ+dθ)表示,就像y=f(x) ...
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首先,应变都是针对单元体来的,单元体的某个方向的应变(比如y向),则是用线段的伸长量除以原始长度得来的,这是最初的应变定义。我一直说从应变的基础定义来证明计算。就是先切的微元体,然后求的微元体的某条边的伸长量。  I2 M$ f5 I: @3 f+ p+ c# `
弹性力学,计算应力和应变都会说取一个微单元,之后计算该微单元的某向线段两点的位移,计算应变。大侠取的(r+dr,θ+dθ)和(r,θ)两点,数学角度的基本定义咱没必要说,大侠用的是全微分和斜率。就说从力学角度,这两个点表示的是哪个微单元中的哪个线段?我的意思是这个要弄清楚,先确定一个用来表示线段的数学模型。ε=δ/L,这是力学中的计算应变的最基本模型,大侠当中的δ是哪一个?L是哪一个?从这个模型配对来类推,大侠的δ是v(r+dr,θ+dθ)-v(r,θ),L是rdθ。
& J# I: s" G0 \0 T% p位移函数是原始坐标的函数,v(r+dr,θ+dθ)是(r+dr,θ+dθ)处的位移,v(r,θ)是(r,θ)处的位移。若想用ε=δ/L这个模型,对a点取的这个微单元来说,径向应变只能用ab线段,切向应变只能用ad线段。而大侠的v(r+dr,θ+dθ)-v(r,θ)表示的又是哪一个?
* B. R; q3 G" T  N7 d1 K大侠用的全微分,表示的是在a点切向位移v对r和θ的全微分(也就是v的增量),而只是针对v这个二元函数,该点的微增量;这一步是单纯从v函数来求解的。而后面除以的rdθ又是从极坐标中的两点计算来的,先不管别的(这个别的我后面),顺着你的思路,两点之间的长度是多少?是(rdθ)2+(dr)2在开方。这个存在质疑。
; [+ Q( v: a; u; k0 k/ q现在说那个‘别的’,证明应该有两种:1、纯数学证明,完全用v函数来证明;2、在极坐标中,用线段的伸长量来证明。大侠这个证明,v的增量用的是v函数的全微分,前面的思路是用函数来求该点的增量,后面又转到两点之间线段的长度(极坐标)下,我觉得这样不严谨。大侠既然想用函数证明,就应该彻底的用该点的函数证明,先增量,后在一个三维坐标系中描述出该点的位置,计算微段斜率,利用斜率来计算应变。0 `; R! O- s3 H% }$ @
再就是ab和bc的问题,微积分这门数学的基本思路,相信大家都知道,咱们暂时不讨论这个。力学取微单元的基本假设:单元内部的应力和应变都是均匀分布的,这个相信大家也都知道。就说在极坐标中的微单元,不管多微小,在计算过程中ad和bc就是不一样,因为自变量是θ角度。而两个长度不一样,在用两个线段算应变的时候就是不一样。
1 m1 V. u3 @8 D1 T6 z8 U3 n: m& Z理论上应变是连续的,从推出来的应变公式表象上看,取ab边和取bc是不同的,但最终求的是a这个质点处的单元体的应变,所以最终应该是相同的。我提这个问题,只是想说应该从线段伸长量来证明(就是应变的基础定义)。
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作者: 不懂的太多xx    时间: 2016-5-27 11:33
云制造 发表于 2016-5-27 09:04
" Y) r4 h7 t0 i4 ?0 T9 w# }0 k% W不是 4个点,我推导过程就是在(r,θ)点附件取一个点,这个点就用(r+dr,θ+dθ)表示,就像y=f(x) ...

1 {% j6 F) b# z. ^与大侠讨论挺好,大侠还可以对两个问题说说自己得看法。/ O0 ], y! M6 b# n+ }
1、力学中,单元体的每个对称的正应力和切应力是相等的;在推倒静力平衡方程时,具有相同法线的两个面的正应力和切应力则不相等。两者都是取的某点处的微单元,大侠可否说说自己对这两者的看法以及这两者应该用在什么地方?1 l, C+ Q) @( @) {$ e% U1 @. v5 Z  p! P
2、大侠看下面截图中,三角棱形体的体力可以忽略,而长方体的体力不可忽略,这又是为何?
& k) {; f$ k! c: [1 q! \+ L$ S大侠发表一下自己的认识。4 c) G# q, k+ K0 z  B* C7 K& l





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