彈性條件

彈性條件指的是在物體的受力分析中,常常要通過分析彈力產生的條件來判斷彈力是否存在,從而解決力學問題。

基本介紹

  • 中文名:彈性條件
  • 套用領域:彈性力學,理論力學
簡介,彈性條件基本假設,特徵與基本規律,在工程中的套用,

簡介

直接接觸的物體間因發生彈性形變而產生的相互作用力,或發生彈性形變物體內部相鄰兩部分間產生的相互作用力,稱為彈力。
彈力的產生以物體發生彈性形變為先決條件,因而不可認為相互接觸的物體間一定存在彈力作用。從本質上講,彈力起源於物質內部帶電的或具有磁矩的微粒間的電磁力。
彈力的大小和方向是由物體的形變來決定的。在彈性限度內,彈力的大小與形變的大小成正比。彈力的方向與形變的方向相反。
彈力是一種被動力。分析相互接觸的物體間是否存在彈力時,要根據物體受到其它力作用的情況及物體的運動狀態來加以確定。

彈性條件基本假設

(1)均勻性假設 即物體是由同一種材料所組成的,在物體內任何部分的材料性質都是相同的。(用處:物體的彈性參數,如彈性模量,不會隨位置坐標的變化而變化)。
(2)連續性假設 即物體的內部被連續的介質所充滿,沒有任何孔隙存在。(用處:彈性體的所用物理量均可用連續的函式去表示)。
(3)完全彈性假設 即當我們撤掉作用於物體的外力後,物體可以恢復到原狀,沒有任何的殘餘變形;應力(激勵)與應變(回響)之間呈正比關係。(用處:可以使用線性虎克定律來表示應力與應變的關係)。
(4)各向同性假設 即物體內任意一點處,在各個方向都表現出相同的材料性質。(用處:物體的彈性參數可以取為常數)。
(5)小變形假設 即在外力的作用下,物體所產生的位移和形變都是微小的。(用處:可以在某些方程的推導中略去位移和形變的高階微量)。

特徵與基本規律

它的特徵為:在外力作用下物體變形,當外力不超過某一限度時,除去外力後物體即恢復原狀。絕對彈性體是不存在的。物體在外力除去後的殘餘變形很小時,一般就把它當作彈性體處理。彈性力學所依據的基本規律有三個:變形連續規律、應力-應變關係和運動(或平衡)規律,它們有時被稱為彈性力學三大基本規律。

在工程中的套用

在土木工程方面,建築物能夠通過有效的彈性可以抵消部分晃動,從而減少在地震中房屋倒塌的現象;對於水壩結構來說,彈性變化同樣具有曲線性,適合不斷變化的水壩內部的壓力,還有大型跨頂建築、斜拉橋等等。彈性力學在土木工程中還有一些重要套用實例,如:地基應力與沉降計算原理、混凝土板的計算方法、混凝土材料受拉劈裂試驗的力學原理、混凝土結構溫度裂縫分析、工程應變分析、結構中的剪力滯後問題等。

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