Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Механика сплошных сред (теоретические основы обработки давлением композитных материалов с задачами и решениями, примерами и упражнениями)

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
9.02 Mб
Скачать

П1. ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЧНОГО И ТЕНЗОРНОГО ИСЧИСЛЕНИЙ

Б.Какие численные значения принимает символ Л. Кронекера и при каких условиях?

7

0

2

 

В. По заданному вектору a = 3 1 1 и тензору Τb = 0

3

0

вычис-

2

0

7

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x13 + x23 ; v2 = x12 x2 в точке с

координатами x1 = 1; x2 = 2 найти один из единичных векторов n , направленный по касательной к изолинии скалярного поля ϕ = v .

Е. Расписать в скалярной форме ( ×u ) .

Вариант 9 А. Какие действия выполняются над векторами?

Б.Как записывается обобщение формулы М.В. Остроградского–К. Гаусса для тензоров произвольного ранга?

5

0

2

 

В. По заданному вектору a = 2 1 4 и тензору Τb = 0

5

0

вычислить:

2

0

5

 

значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По скалярному полю ϕ = x12 x23 в точке с координатами x1 = 2; x2 = –1 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору v = ϕ.

Е. Расписать в скалярной форме ( ×u ) .

Вариант 10

А.Как выполняется операция транспонирования матрицы тензора второго ранга?

521

ПРИЛОЖЕНИЕ (МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД)

Б.В каком случае геометрической интерпретацией симметричного тензора второго ранга является эллипсоид вращения?

7

5

0

 

В. По заданному вектору a = 3 1 3 и тензору Τb = 5

7

0

вычислить:

0

0

1

 

значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д. По векторному полю v с компонентами v1 = x1 x2 x32 ; v2 = x1 x22 x3 в точке с координатами x1 = 2; x2 = 1; x3 = –3 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору u = v .

Е. Расписать в скалярной форме 2 u .

Вариант 11 А. Как находится альтернативная часть тензора второго ранга?

Б.Что является геометрическим аналогом тензора второго ранга, если его разные по значению главные компоненты ak > 0?

7

0

0

 

В. По заданному вектору a = 3 3 2 и тензору Τb = 0

9

5

вычис-

0

5

9

 

лить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д. По тензорному полю Τ

 

x x3

x x

2 в точке с координатами x = –2;

a

= 1

2

1

 

x x

x3 x

1

 

 

2

 

 

1

2

1

x2 = 4 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору

u= Τa .

Е.Расписать в скалярной форме ( Τa )× .

522

П1. ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЧНОГО И ТЕНЗОРНОГО ИСЧИСЛЕНИЙ

Вариант 12

n

А. В каком случае частная и полная производные тензора Τa (xi , t ) по времени t совпадают?

Б. Как разложить тензор второго ранга на девиатор и сферическую часть?

1

5

0

 

В. По заданному вектору a = −4 1 3 и тензору Τb = 5

1

0

вы-

0

0

6

 

числить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x1 x23 ; v2 = x14 0,25 x24 в точ-

ке с координатами x1 = 1; x2 = –2 найти один из единичных векторов n , направленный по касательной к изолинии скалярного поля ϕ = v .

Е. Расписать в скалярной форме 2 u .

Вариант 13 А. Как вычисляется среднее значение тензора второго ранга?

Б.Как вычисляется полная производная от интегральной тензорной величины?

7 0 0

В. По заданному вектору a = 2 1 5 и тензору Τb = 0 2 5 вы-

0 5 2

числить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По скалярному полю ϕ = x13 x23 в точке с координатами x1 = –2; x2 = 4 найти единичный вектор n , совпадающий по направлению с вектором

v= ϕ.

Е. Расписать в скалярной форме (u ) .

523

ПРИЛОЖЕНИЕ (МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД)

Вариант 14 А. Какие значения и при каких условиях принимает символ Т. Леви-Чивиты?

Б. Какие тензорные поля называются стационарными?

3

0

5

 

В. По заданному вектору a = −2 4 1 и тензору Τb = 0

8

0

вычис-

5

0

3

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x14 x22 ; v2 = x12 x25 в точке с координатами x1 = –1; x2 = –2 найти единичный вектор n , совпадающий по направлению с вектором u = 2 v .

Е. Расписать в скалярной форме ψ .

Вариант 15 А. Что называется тензорным полем?

Б. Как определяется сферическая часть тензора?

7

0

1

 

В. По заданному вектору a = 1 2 5 и тензору Τb = 0

2

0

вычис-

1

0

7

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x12 x22 ; v2 = x12 x2 в точке с

координатами x1 = 1; x2 = 2 найти один из единичных векторов n , направленный по касательной к вектору u = 2 v .

Е. Расписать в скалярной форме ( ×u )× .

Вариант 16 А. Что называется окрестностью и малой окрестностью точки?

524

П1. ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЧНОГО И ТЕНЗОРНОГО ИСЧИСЛЕНИЙ

Б. Как записывается условие некомпланарности ортов?

3

0

5

 

В. По заданному вектору a = 4 1 2 и тензору Τb = 0

10

0

вычис-

5

0

3

 

лить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По скалярному полю ϕ = x13 x23 в точке с координатами x1 = –1; x2 = –2 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору v = ϕ.

Е. Расписать в скалярной форме ( ×u ) .

Вариант 17 А. Какие сплошные среды называются гетерогенными?

Б.Как образуется дифференциальный оператор У. Р. Гамильтона (набла) произвольного ранга n?

2

3

0

 

В. По заданному вектору a = −3 2 1 и тензору Τb = 3

2

0

вычис-

0

0

8

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. В в главных координатах.

Д. По векторному полю v с компонентами v1 = x12 x2 x3 ; v2 = x1 x22 x3 в точке с координатами x1 = –1; x2 = 2; x3 = 3 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору u = 2 v .

Е. Расписать в скалярной форме ( ×u ) .

Вариант 18

А.Как выполняется векторное произведение двух тензоров одинакового ранга n?

525

ПРИЛОЖЕНИЕ (МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД)

Б.Как записывается закон преобразования компонент тензора второго ранга при повороте координат?

4

0

0

 

В. По заданному вектору a = −4 3 1 и тензору Τb = 0

5

3

вычис-

0

3

5

 

лить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д. По тензорному полю Τ

 

=

x

 

x2

x x

 

a

 

2

1

1

2 в точке с координатами x = –2;

 

 

x x

x2

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

1

 

x2 = 4 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору

u= Τa .

Е.Расписать в скалярной форме 2 ( u ) .

Вариант 19 А. Как записывается условие ортогональности ортов?

Б. Почему главные направления тензора Тa и его девиатора Da совпадают?

1

4

0

 

В. По заданному вектору a = 6 1 2 и тензору Τb = 4

1

0

вычис-

0

0

5

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x14 x23 ; v2 = x1 x25 в точке с ко-

ординатами x1 = 3; x2 = –2 найти единичный вектор n , совпадающий с направлением вектора u = 2 v .

Е. Расписать в скалярной форме 2 ×(u ) .

526

П1. ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЧНОГО И ТЕНЗОРНОГО ИСЧИСЛЕНИЙ

Вариант 20

n

А. Как вычисляется полная производная тензора Τa (xi , t ) по времени t в

случае, когда аргументы xi = xi(t)?

Б. Что называется главным направлением тензора?

4

0

0

 

В. По заданному вектору a = −2 7 1 и тензору Τb = 0

8

3

вычис-

0

3

8

 

лить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По скалярному полю ϕ = x14 x23 в точке с координатами x1 = –1; x2 = –2 найти единичный вектор n , совпадающий по направлению с вектором

v= ϕ.

Е. Расписать в скалярной форме (u ) .

Вариант 21 А. Какой вид имеет матрица тензора в главных координатах?

Б. Как записывается условие симметрии для симметричного тензора Тa?

6

0

3

 

В. По заданному вектору a = −3 3 1 и тензору Τb = 0

3

0

вычис-

3

0

6

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г. Записать матрицу тензора Тb из п. B в главных координатах.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x14 x23 ; v2 = x12 x25 в точке с

координатами x1 = –1; x2 = –2 найти единичный вектор n , совпадающий по направлению с вектором u = ( v ) .

Е. Расписать в скалярной форме 3 u .

527

ПРИЛОЖЕНИЕ (МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД)

Вариант 22 А. Как записывается условие асимметрии альтернативного тензора?

Б. Как получается дифференциальный оператор П. С. Лапласа?

1

0

5

 

В. По заданному вектору a = 3 1 4 и тензору Τb = 0

3

0

вычис-

5

0

1

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г.Записать матрицу тензора Тb из п. В после поворота координат на угол 60о вокруг оси x2.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x11 x22 ; v2 = x22 в точке с ко-

ординатами x1 = 1; x2 = –2 найти один из единичных векторов n , направленный по касательной к изолинии скалярного поля ϕ = v .

Е. Расписать в скалярной форме 2 ×(u ) .

Вариант 23 А. Как получается бигармонический оператор?

Б. Как раскрывается определитель | ajk | c помощью символа Т. Леви-Чивиты?

8

0

3

 

В. По заданному вектору a = 2 5 6 и тензору Τb = 0

7

0

вы-

3

0

8

 

числить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г.Записать матрицу тензора Тb из п. В после поворота координат на угол 30о вокруг оси x2.

Д.По скалярному полю ϕ = x12 x21 в точке с координатами x1 = 2; x2 = –3 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору v = ϕ.

Е. Расписать в скалярной форме ( Τa ) .

528

П1. ЭЛЕМЕНТЫ МАТРИЧНОГО И ТЕНЗОРНОГО ИСЧИСЛЕНИЙ

Вариант 24

А.Как вычисляется производная порядка n от тензора ранга m по векторному аргументу?

Б. Чему равен первый инвариант девиатора?

9

2

0

 

В. По заданному вектору a = 3 2 2 и тензору Τb = 2

9

0

вычис-

0

0

3

 

лить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г.Записать матрицу тензора Тb из п. В после поворота координат на угол 60о вокруг оси x3.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x1 x22 x3 ; v2 = x12 x2 x3 в точ-

ке с координатами x1 = 2; x2 = –1; x3 = 3 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору u = v .

Е. Расписать в скалярной форме ( ϕ ψ) .

Вариант 25

А.Как записывается уравнение центральной поверхности второго порядка в произвольных координатах?

Б.Как в одном соотношении записываются условия нормированности, ортогональности и некомпланарности трех ортов?

1

0

0

 

В. По заданному вектору a = −3 3 3 и тензору Τb = 0

3

5

вычис-

0

5

3

 

лить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

Г.Записать матрицу тензора Тb из п. В после поворота координат на угол 60o вокруг оси x1.

Д. По тензорному полю Τ

 

x x2

x x

 

a

= 1

2

1

2 в точке с координатами x = –1;

 

x x

x2

x

1

 

 

 

 

 

1

2

1

2

 

529

ПРИЛОЖЕНИЕ (МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД)

x2 = 3 найти один из единичных векторов n , ортогональный вектору

u= 3 Τa .

Е.Расписать в скалярной форме ( u ) .

Вариант 26 А. Каким условиям должны удовлетворять перемножаемые матрицы?

Б.Почему величины aI, aII, aIII тензора Тa = [[aik]] называются инвариантами тензора?

7

1

0

 

В. По заданному вектору a = −1 7 3 и тензору Τb = −1

7

0

вы-

0

0

7

 

числить: значение c = Τb a ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение c и a ; тензорное произведение a и c .

Г.Записать матрицу тензора Тb из п. В после поворота координат на угол 30о вокруг оси x3.

Д.По векторному полю v с компонентами v1 = x1 x23 ; v2 = x14 + 2 x24 в точке с

координатами x1 = –1; x2 = –2 найти один из единичных векторов n , направленный по касательной к изолинии скалярного поля ϕ = 2 ( v ) .

Е. Расписать в скалярной форме ( 2 ×Τa ) .

Вариант 27 А. Как вычисляется объем Ω непрямоугольного параллелепипеда, постро-

енного на трех некомпланарных векторах a , b и c ?

Б.Как записывается уравнение центральной поверхности в каноническом виде?

2

0

0

 

В. По заданному вектору a = −2 1 8 и тензору Τb = 0

1

8

вы-

0

8

1

 

числить: значение c = a Τb ; скалярное произведение a и c ; векторное произведение a и c ; тензорное произведение c и a .

530