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:
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。
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