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程序中如何表示张量

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固体力学中有三类变量:应力、应变和位移。

这三类变量通常有以下三种表示方法:

  • 工程表示      
  • 正交张量表示      
  • 数学(矩阵)表示        

在弹性范围内,这三种表示方法的等同的。

(1) 应力
一点的应力状态用6个独立的分量表示。

 

(直角坐标系    )

 
 

(2) 应变
一点的应变状态也用6个独立的分量表示。

 
(直角坐标  )  

笛卡尔坐标    

 

剪应变的工程表示比张量表示差1/2

(3) 位移一点的位移用3个独立的分量表示。

 
 
 

三维弹性理论问题的未知量有6个应力分量,6个应变分量以及3个位移分量。一共15个未知量。实际上,应力、应变、位移都是弹性体内各点坐标的函数,即都是场变量。

数组是计算机语言的一种数据结构。在编程时,张量都要由数组来存储。比如,四阶张量通常由二维数组表示,二阶张量由一维数组表示。

应力张量

 

在程序中表示为

 

对于平面问题

 

在程序中表示为

 

应变张量

 

在程序中表示为

 

注意剪应变前面加系数2,意思是工程剪应变等于2倍的张量剪应变。更方便矩阵运算。

对于4阶本构张量    ,在程序中用二维数组表达:

 

对于平面问题就是熟悉的

 



来源:数值分析与有限元编程
理论
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首次发布时间:2024-04-03
最近编辑:7月前
太白金星
本科 慢慢来
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