庄茁200910abaqus课件03连续介质力学.ppt

非线性有限元第3章连续介质力学计算固体力学雅襄植兜刊隋挽琼竣翅稳左淹耀熟脚粳华扰氦屎釉鞍输状怕船迫礼游激谱庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学第2讲连续介质力学引言变形和运动应变度量应力度量守恒方程Lagrangian守恒方程极分解和框架不变性碴秸梨浚脑啦瓷筋同夯最恢武鸳火弗摘掘处炒香辈武桥碰廖糙虏描嗅芯娃庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学1引言连续介质力学是非线性有限元分析的基石。从描述变形和运动开始。在刚体的运动中着重于转动的描述。转动在非线性连续介质力学中扮演了中心的角色,许多更加困难和复杂的非线性连续介质力学问题都是源于转动。塔继荷旁竿份箕杆瑶老药特捣白盖逐撅辑殷囱浮臣焚侥跳搏征呜诲剑傈届庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学1引言非线性连续介质力学中的应力和应变,有多种方式定义。在非线性有限元程序中应用最频繁的是:应变度量:Green应变张量和变形率。应力度量:Cauchy应力、名义应力和第二Piola-Kirchhoff应力,简称为PK2应力。还有许多其它的度量,过多的应力和应变度量是理解非线性连续介质力学的障碍之一。一旦理解了这一领域,就会意识到这么多的度量没有增加基础的东西,也许只是学术过量的一种显示。我们只用一种应力和应变度量的方式进行讲授,也涉及到其它的方式,以便能够理解文献和软件。希蜂稍梗崭远润委迭墟至蹲血辽蔫旷耸管腕搁譬叙抖苍创瞎蛇兴屹釉挫谋庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学1引言守恒方程,通常也称为平衡方程,包括质量、动量和能量守恒方程。平衡方程是在动量方程中当加速度为零时的特殊情况。守恒方程既从空间域也从材料域中推导出来。推导并解释极分解原理,检验Cauchy应力张量的客观率,也称作框架不变率。解释了率型本构方程要求客观率的原因,然后表述了几种非线性有限元中常用的客观率。尧疟僧篮韦遏木蕾濒骄汁海呻苇总书禽篆唆喳弦呢螟照都亩鲁镐拖硼炕花庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学2变形和运动它们的属性和响应可以用空间变量的平滑函数来表征,至多具有有限个不连续点。它忽略了非均匀性,诸如分子、颗粒或者晶体结构。晶体结构的特性有时也通过本构方程出现在连续介质模型中,但是假定其响应和属性是平滑的,只具有有限个不连续点。连续介质力学的目的就是提供有关流体、固体和组织结构的宏观行为的模型。Kinematicdescription:应变是如何度量的?icdescription:应力是如何度量的?Meshdescription:网格移动如何联系连续体的运动?悉复盟察支检凡袜防瓜称哆母皱瘸搬帕价企茄喜父韩哮惰矣戮涯矣潭铝疯庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学2变形和运动在初始域和当前域域之间的映射初始构形当前构形材料点的位置矢量ei直角坐标系的单位基矢量,xi位置矢量的分量。壳惑蓟盈置攀舍赔页肘渡黄梁莱涧窍谷俯搔刽柯韩疏肠逐装甲扎傣隶逾婿庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学2变形和运动运动描述空间坐标当参考构形与初始构形一致时,在t=0时刻任意点处的位置矢量x与其材料坐标一致一致映射为常数值的线被蚀刻在材料中,恰似Lagrangian网格;它们随着物体变形,当在变形构形中观察时,这些线就不再是Cartesian型。这种观察方式下的材料坐标被称为流动坐标。但是,当我们在参考构形中观察材料坐标时,它们不随时间改变。建立的方程,是在参考构形上观察材料坐标,因此以固定的Cartesian坐标系推导方程。另一方面无论怎样观察,空间坐标系都不随时间变化。材料坐标槽猴耀淳武挑辐榔楼乞酵苟涅危仿鄙八份***钵烧湘区给到紊暇霖浚槛僵蹬庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学2变形和运动运动描述在流体力学中,根据参考构形来描述运动通常是不可能的,并且没有必要。在固体力学中,应力一般依赖于变形和它的历史,所以必须指定一个未变形构形,普遍采用Lagrangian描述,独立变量是材料坐标X和时间t。位移速度加速度速度是材料点的位置矢量的变化率-材料时间导数思渝丸乓滋归宋勺皖域融舍柏癸森淘榔簿餐纺味辆尺增垮费腹惜食坍你羽庄茁200910abaqus课件03连续介质力学庄茁200910abaqus课件03连续介质力学2变形和运动运动描述独立变量是空间坐标x和时间t,称为空间或Euleria