第12讲逆解法与半逆解法
内容回顾
如果体力是常数(如重力)时,引入应力函数Φ 后,其应力分量可以表示为:而应力函数还应该满足如下的双调和条件:
除此之外,应力分量还应该满足相应的边界条件位移单值条件(对于多连域)22222, ,.x x y xy y y x x y x x y f f y
444442220x x y y
1.逆解法
所谓逆解法,就是先设定各种形式的满足相容方程的应力函数Φ。
然后利用应力函数计算出各应力分量,根据边界条件来考察,这样的应力函数对应于什么样的弹性力学问题。
444442220x x y y 22222, ,.x x y xy y y x x y x x y f f y
2.逆解法之多项式解答
下面在忽略体力的条件下,用逆解法,求出几个简单平面问题的多项式解答,以熟悉逆解法。
1)一次函数a x by c
22222, ,.x x y xy y y x x y x x y f f y 应力分量444442220x x y y 相容方程
将一次函数代入相容方程,可以满足;再代入应力分量,得。
00, 0,x y xy 结论:(1)一次应力函数对应于无面力无应力状态;
(2)应力函数加减一次项,不影响计算结果。
2.逆解法之多项式解答
22222, ,.x x y xy y y x x y x x y f f y 444442220x x y y
2)二次函数2ax 将二次函数代入相容方程,可以满足;再代入应力分
量,得
结论:纯二次函数对应于沿
坐标轴方向单向均布拉力模型。
0, 2,x y xy a
2.逆解法之多项式解答
22222, ,.x x y xy y y x x y x x y f f y
444442220x x y y
3)二次函数bxy
将二次函数代入相容方程,
可以满足;再代入应力分
量,得
结论:xy 二次函数对应于沿
表面受均布剪力的模型。
0, 0,x y xy b
2.逆解法之多项式解答
22222, ,.x x y xy y y x x y x x y f f y 444442220x x y y
4)二次函数2cy 将二次函数代入相容方程,可以满足;再代入应力分
量,得
00
2,,x y xy c 结论:纯二次函数对应于沿
坐标轴方向单向均布拉力模型。
2.逆解法之多项式解答
22222, ,.x x y xy y y x x y x x y f f y 444442220x x y y
5)三次函数3a y 将三次函数代入相容方程,可以满足;再代入应力分
量,得
,006,x y xy ay 结论:纯三次函数可以解决纯弯曲问题。
(下章详细解决)−+M
M h l 2h 2h y x
σx
σx y
1
3.半逆解法
所谓半逆解法,就是针对所要求解的问题,根据其边界条件,假设出部分或者全部应力为某种形式的函数,从而反推出应力函数Φ。
然后根据相容方程和剩余的边界条件,确定出其余的应力分量。
这是一种常用的方法。
(下一章详细介绍)
说明:
u逆解法和半逆解法都是比较重要的求解方法;
u逆解法没有针对性,但可以积累基本解答。
4.本章小结
本章主要内容
①明确了两类平面问题:平面应力问题和平面应变问
题,确定了8个基本未知量;
②建立了有关8个基本未知量间的3类方程(平衡方程、
几何方程、物理方程);
③边界条件(应力、位移、混合);
④圣维南原理及其在边界条件中的应用;
⑤弹性力学问题的一般求解途径(位移法和应力法);
⑥逆解法和半逆解法。
本章要求:对上述6个重点内容中的有关公式,要会推导,并且牢记。
本章结束!。