清华大学计算固体力学第三次课件连续介质力学.pptxVIP

清华大学计算固体力学第三次课件

连续介质力学基础

弹性力学基础

塑性力学基础

材料力学基础

有限元方法基础

目录

连续介质力学基础

连续介质力学是研究连续介质宏观行为的科学，主要关注物质内部结构和运动变化。

连续介质力学是理解和描述物质宏观性质和行为的基础，对于工程设计、物理现象分析等领域具有重要意义。

连续介质力学的重要性

连续介质力学定义

基本假设

连续介质力学基于三个基本假设，即物质连续性假设、微观结构无关紧要假设和应力平衡假设。

原理

连续介质力学的主要原理包括牛顿第二定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等。

工程结构分析

连续介质力学在工程结构分析中广泛应用，如桥梁、建筑、航空航天等领域的结构强度、稳定性分析。

材料科学

连续介质力学在材料科学中用于描述材料的力学行为，如金属、复合材料、陶瓷等材料的力学性能。

流体动力学

连续介质力学在流体动力学中用于描述流体运动规律，如航空航天领域的空气动力学分析。

弹性力学基础

理解弹性力学的基本概念和方程是学习计算固体力学的基石。

总结词

弹性力学主要研究固体在受到外力作用时的变形行为。基本概念包括应力、应变、应力和应变的关系等。弹性力学的基本方程包括平衡方程、几何方程、本构方程等，这些方程描述了物体内部的应力分布、应变分布以及应力与应变之间的关系。

详细描述

掌握弹性力学的基本定理和原理是解决复杂问题的关键。

总结词

弹性力学中有很多重要的定理和原理，如胡克定律、能量守恒定理、最小势能原理等。这些定理和原理是解决复杂问题的关键，可以帮助我们更好地理解和解决实际问题。

详细描述

总结词

通过应用实例，深入理解弹性力学的实际应用价值。

详细描述

弹性力学在工程领域有着广泛的应用，如桥梁、建筑、机械等领域。通过具体的应用实例，我们可以更深入地理解弹性力学的实际应用价值，并掌握如何运用弹性力学解决实际问题的方法。

塑性力学基础

总结词

塑性力学的基本概念和方程是塑性力学的基础，包括应力、应变、屈服条件、流动法则等。

详细描述

塑性力学是研究材料在塑性变形过程中行为和规律的学科，其基本概念包括应力、应变等，这些概念描述了材料在受力时的应力和应变状态。同时，塑性力学中还有屈服条件和流动法则等基本方程，这些方程描述了材料在受力时如何发生屈服和流动。

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塑性力学的应用实例包括金属成型、岩石破裂、土壤流动等。

详细描述

塑性力学在许多工程领域都有广泛的应用，如金属成型、岩石破裂、土壤流动等。在金属成型中，塑性力学可以用来研究金属在加工过程中的变形行为和规律，从而优化工艺参数和提高产品质量。在岩石破裂和土壤流动中，塑性力学可以用来预测和控制地质灾害的发生，保障工程安全。

总结词

材料力学基础

弹性模量：衡量材料抵抗形变能力的物理量。

材料应力和应变：描述材料在受力时内部发生的形变。

重要定义与公式

胡克定律：描述材料应力和应变之间的关系。

剪切、弯曲和拉伸等基本受力形式及其对应的应力方程。

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有限元方法基础

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有限元方法是一种将连续的物理系统离散化为有限个小的、相互连接的单元，并对这些单元进行分析的方法。

有限元方法定义

基于变分原理和加权余量法，通过将复杂的连续体离散化，将微分方程转化为代数方程，以便于数值求解。

有限元方法的原理

离散化、单元分析、整体分析、求解代数方程。

有限元方法的步骤

用于分析桥梁、建筑、机械零件等结构的应力、应变和位移。

结构分析

用于分析流体在管道、阀门、发动机等设备中的流动状态。

流体动力学分析

用于分析电磁波在天线、电磁铁、电容器等设备中的传播和分布。

电磁场分析

优点

适用于复杂形状和边界条件的离散化，能够处理非线性问题和复杂材料属性，计算精度高，适用范围广。

缺点

计算量大，需要较高的计算机资源和时间成本，对于大规模问题，内存和计算时间需求较高。

未来发展方向

随着计算机技术的不断发展，有限元方法将更加高效和精确，能够处理更加复杂的问题和材料属性。同时，与其他数值方法的结合和多物理场耦合分析将是有限元方法的重要发展方向。