![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Численные методы в теории упругости и пластичности
..pdfФОРМУЛЫ ТЕНЗОРНОЙ АЛГЕБРЫ
Рассмотрим вектор а в прямоугольной декартовой системе координат трехмерного евклидова пространства П3:
а = а*е,-, 1 = 1,2,3. (IV. 1)
Здесь е,' — ортонормированные векторы базиса, а по повторяю щемуся индексу происходит суммирование от 1 до 3.
Скалярное произведение двух векторов а и о определяется
следующим образом: |
|
|
|
л * 6 |
б, * |
е^' — ,I),&,'^у —в|6|, |
(™.2) |
где символы Кронекера |
|
|
|
Г |
1, |
если I = У, |
(ПГ.З) |
|
|
6а = 3. |
|
\ 0, если » ф ), |
|
Для определения векторного произведения полезно ввести симво
лы Леви-Чивиты |
: |
|
|
-(-1, |
если все индексы различны и образуют |
|
|
{—1, |
|
четную подстановку, |
|
если все индексы различны и образуют |
(IV.4) |
||
|
нечетную подстановку, |
||
О, |
если хотя бы два индекса одинаковы. |
|
Тогда векторным произведением двух векторов а и Ь будет вектор
с = а х Ь = е„ка ^ е к. (ПГ.5)
Образуем диадные (тензорные) произведения двух векторов бази са е,- и е,- и обозначим е,- 0 су, как формальную совокупность этих векторов. Тогда е,- 0 могут быть выбраны в качестве базиса для тензоров второго ранга а:
а = а^-е,-0 е,-. |
( ^ .6) |
Тензорным произведением двух векторов а и 6 назовем тензор с:
дсч |
_ |
_ „ |
(1У.М |
— |
= ац = д,а{. |
||
Введем дифференциальный оператор — вектор' |
компонентами |
которого являются символы дифференцирования по соответству ющим координатам:
|
У = е,й. |
|
(IV.Я) |
Тогда скалярное произведение V на некоторый вектор а дает |
|||
V ■а = <9,а,- = а*(,- = сИуа. |
(IV.10) |
||
Векторное произведение V |
на вектор а |
дает |
|
^ х а = су*&а,-е* = €^ка3>&к = го1 а. |
(1У.11) |
||
Тензорное произведение V на вектор 3 дает |
|
||
V ® а = |
= а^е,- ® |
= ОгаЗа. |
(IV.12) |
Отметим еще часто используемые дифференциальные операторы
БеГо = |
® а + а ® V) = ^(а^, + а,-,,)?* ® е7 , |
(IV.13) |
||
|
1пка = ())к(тп1 |
|,ЬпС| ® ст * |
(1У.14) |
|
Полезными бывают следующие тождества: |
|
|||
|
&И |
^:т |
$гп |
(1У.15) |
|
^1]к^1гпп — &]1 |
|
&}п |
|
|
&Ы |
4 т |
<$*п |
|
|
^1]к(!тк — 1&]т |
|
(1У.16) |
|
|
= 24|| |
|
(1У.17) |
|
|
СщСуЬ = 6. |
|
(1У.18) |
Лля двумерных задач применяется двухиндексный символ
Леви-Чивиты |
|
|
|
|
|
|
’ +1, |
если г = 1,^ = 2, |
|
|
|||
су = - -1 , |
если « = 2,.? = |
1, |
|
(1У.19) |
||
0, |
если индексы одинаковые. |
|||||
Лля двухиндексных символов е,;- справедливы тождества |
||||||
|
6{к |
6{1 |
а |
к |
1 - 1 2 |
(1У.20) |
|
6]к |
6ц ' |
|
’ |
’ |
’ |
|
е>] |
= 4*1 |
|
(1У.21) |
||
|
V |
чГ II |
ся II |
|
(IV.22) |
Отметим еще часто встречающиеся интегральные теоремы для трехмерного евклидова пространства В *. Пусть п — единичный вектор внешней нормали к поверхности Е, которая считается ре гулярной и замкнутой, ограничивающей односвязную область V:
п = п,-е,-, п,п,- = 1. |
(IV .23) |
Тогда для гладких вектора а и тензора Ь справедливы теорема Остроградского-Гаусса
(IV .24)
^ ЬЧ,3 № = ! Ъ*}п1
и теорема Стокса |
|
|
^ |
(>]ка],г (IV — ^ (>]кпга] <^2, |
|
V |
Е |
(^ .25) |
|
|
|
^ |
(IV = ^ |
<12, |
V |
Е |
|
|
^ (<]к®],>(4; <12 = |
а </®|, |
|
Е |
Ь |
|
|
(ПГ.26) |
^ |
(1]кЪ}т,гпк<^2 = |
^ Ь»'т ЙХ,-. |
ЛИТЕРАТУРА
1.А м е н а д з е Ю.А. Теория упругости. Изд. 2-е, М.: Высшая школа, 1976.
2.А р у т ю н я н Н.Х. Некоторые проблемы теории ползу
чести. |
М.: Гостехиэдат, |
1952. |
|
||
3. |
Б а х в а л о в |
Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975. |
|||
4. |
|
Б а х в а л о в |
Н.С., Ж и д к о в |
Н.П., К о б е л ь к о в Г.М. |
|
Численные методы. |
М.: |
Наука, 1987. |
|||
5. |
|
Б е з у х о в |
Н.И., |
Л у ж и н |
О.В. Приложение методов |
теории упругости и пластичности к решению инженерных задач.
М.: |
Высшая |
школа, |
1974. |
|
|
|
|
|
|
||||
6. |
Б е л у х и н а |
И.Г. Разностные схемы для решения некото |
|||||||||||
рых статических задач теории упругости // ЖВМ и МФ. |
1968. |
||||||||||||
Т. 8, |
|
№ |
4. С. 808-823. |
|
|
|
|
|
|
||||
7. |
|
Б е р е з и н |
И.С., Ж и д к о в |
Н.П. |
Методы вычислений. |
||||||||
Т. 1, |
|
2. |
М.: |
Физматгиз, 1960. |
|
|
|
|
|
||||
8. |
|
В а з о в |
В., Ф о р с а й т |
Лж. Разностные методы решения |
|||||||||
уравнений в частных производных. М.: ИЛ, 1963. |
|
||||||||||||
9. |
|
В а р г а |
Р. Функциональный анализ и теория аппроксима |
||||||||||
ции в численном анализе. |
М.: |
Мир, |
1974. |
|
|
|
|||||||
10. |
В а р в а к |
П.М., Р я б о в А.Ф. (редакторы). Справочник |
|||||||||||
по теории упругости. |
Киев: Будивельник, |
1971. |
|
||||||||||
11. |
В о е в о д и н |
В.В. |
Вычислительные основы линейной |
||||||||||
алгебры. |
М: |
Наука, |
1977. |
|
|
|
|
|
|
||||
12. |
В о р о в и ч |
|
И.И., |
К р а с о в с к и й |
ЮП. О методе |
||||||||
упругих решений // ДАН. |
1959. Т. 126, № 4. |
С. 740-743. |
|
||||||||||
13. |
В о р о ш к о |
|
П.П., |
К в и т к а |
А.Л., |
Ц ы б е н к о |
А.С. |
Применение метода случайных блужданий для решения задач
теории упругости // Проблемы прочности. 1973. № 4. |
С.53-57. |
|||||
14. |
Г а в у р и н |
М.Н. |
Лекции по методам вычислений. |
М: |
||
Наука, |
1971. |
|
|
|
|
|
15. |
Г е л ь ф а н д |
И.М., Ш и л о в |
Г.Е. Обобщенные функции. |
|||
Вып. |
1, 2, 3. М.: |
Физматгиз, 1958. |
|
|
|
|
16. |
Г л о в и н с к и Р., |
Л и о н е |
Ж.П., Т р е м о л ь е р |
Р. |
||
Численное исследование вариационных неравенств. |
М.: Мир, |
|||||
1979. |
|
|
|
|
|
|
17. |
Г о д у н о в |
С.К. Уравнения математической физики. М.: |
||||
Наука, |
1971. |
|
|
|
|
|
18. |
Г о д у н о в |
С.К., З а б р о д и н А.В., П р о к о п о в |
Г.П. |
Разностная схема для двумерных нестационарных задач газовой
![](/html/65386/197/html_Lxp82j16SK.kjbH/htmlconvd-5HkltP356x1.jpg)
40. К р а в ч у к А.С., М а й б о р о д а В.П., У р ж у м - 11 ев Ю.С. Механика полимерных и композиционных материалов. М.: Наука, 1985.
41.Приближенное решение операторных уравнений/ К р а с
но с е л ь с к и й М.А. и др. М.: Наука, 1969.
42. |
К |
р ы л о в В.И., Б о б к о в |
В.В., М о н а с т ы р с |
к ий |
П.И. |
Вычислительные методы. |
М.: Наука. Т. I, 1976; |
Т. И, 1977.
43.К у з н е ц о в Ю.А. Алгебраические многосеточные мето ды декомпозиции области. М.: ОВМ АН СССР, 1989.
44.К у п р а д з е В.Д. Методы потенциала в теории упру гости. М.: Физматгиз, 1963.
45. К у п р а д з е В.Д., А л е к с и д з е М.А. Метод фун кциональных уравнений для приближенного решения некоторых граничных задач // ЖВМ и МФ. 1964. Т. 4. № 4. С. 683-715.
46.Трехмерные задачи математической теории упругости/
Ку п р а д з е В.Д. и др. Тбилиси.: Изд-во ТГУ, 1968.
47.Л а д ы ж е н с к а я О.А. Математические вопросы дина мики вязкой несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1970.
48.Л а з а р е в М.И., М а т е х и н Н.А. О краевых задачах в постановке Победри. АН СССР НПБИ НИВЦ. Пущино, 1988.
49.Л е б е д е в В.И. Метод композиции. М.: ОВМ ВН
СССР, 1986.
50.Л е в и П. Конкретные проблемы функционального ана лиза. М.: Наука, 1967.
51.Л о р а н П.Ж. Аппроксимация и оптимизация. М.:
Мир, |
1975. |
|
|
|
|
52. |
Л у р ь е |
А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. |
|||
53. Л ю с т е р н и к |
Л.А., С о б о л е в |
В.И. Элементы функ |
|||
ционального |
анализа. |
М.: Наука, 1965. |
|
||
54. |
Л я в |
А. |
Математическая теория упругости. М.: ОН- |
||
ТИ, |
1935. |
|
|
|
|
55. |
Л я ш к о |
И.И., |
М а к а р о в В.Л., |
С к о р о б о г а т ь - |
ко А.А. Методы вычислений. Киев: Высшая школа, 1977.
56.М а р ч у к Г.И. Методы вычислительной математики.
Новосибирск.: Наука, 1978.
57.М е й з Дж. Теория и задачи механики сплошных сред. М.: Мир, 1974.
58.М и х л и н С.Г. Проблема минимума квадратичного функционала. М.: Гостехиздат, 1952.
59.М и X л и н С.Г. Многомерные сингулярные интегралы и
интегральные уравнения. М.- Физматгиз, 1962.
60. М и х л и н С.Г. Вариационные методы в матетатической физике. М.: Наука, 1970.
61.М о с к в и т и н В.В. Сопротивление вязкоупругих мате риалов. М.: Наука, 1972.
62.Н о в а ц к и й В. Теории упругости. М.: Мир, 1975.
63. |
О б е й |
Ж .-П. Приближенное |
решение эллиптических |
||
краевых задач. |
М.: |
Мир, |
1977. |
|
|
64. |
О г а н е с я н |
Л.А., |
Р и в к и н д |
В.Я., Р у х о в е ц Л.Л |
Вариационно-разностные методы решения эллиптических уравт ний// Дифференциальные уравнения и их применение. Вильни><■
Институт физики |
и |
математики |
АН ЛитССР. Вып. 5, 197.1, |
|
вып. |
8, 1974. |
|
|
|
65. |
О д е н Дж. |
Конечные элементы в нелинейной механике |
||
сплошных сред. М.: |
Мир, 1976. |
|||
66. |
П а р т о н В.З., П е р л и н |
П.И. Интегральные уравнении |
||
теории упругости. |
М.: Наука, |
1978. |
67.П о б е д р я Б.Е. Об уравнениях состояния в нелиней ной теории вязкоупругости// Механика полимеров. 1967. № 3 С.427-435.
68.П о б е д р я Б.Е. Термодинамика вязкоупругих моделей// Прикладная математика и программирование. Вып. 1. Кишинев
РИО АН МССР, 1969. С. 75-86.
69.П о б е д р я Б.Е. Нелинейная моментная теория вязкоуп ругости// Прикладная математика и программирование. Вып. 2. Кишинев: РИО АН МССР, 1969. С. 66-79.
70.П о б е д р я Б.Е. О решении задач линейной теории вязкоупругости контактного типа// ДАН. 1970. Т. 190, № 2.
С.279-300.
71.П о б е д р я Б.Е. О решении задач термовязкоупругости с неоднородным полем температуры// Упругость и неупругость.
Вып. 1. М.: Изд-во Моек, ун-та, 1971. С. 172-201.
72. П о б е д р я Б.Е. О связанных задачах механики сплошной среды// Упругость и неупругость. Вып. 2. М.: Изд-во Моек, ун та, 1971. С. 224-231.
73. П о б е д р я Б.Е. О новом методе решения некоторых квазистатических задач нелинейной механики сплошной среды// ДАН. 1971. Т. 197, № 2. С. 277-280.
74.П о б е д р я Б.Е. Расчет вязкоупругих систем по чис ленной упругой реализации// Проблемы прочности. 1973. № 4.
С.58-61.
75.П о б е д р я Б.Е. Численные методы в теории вязкоупру гости// Механика полимеров. 1973. № 3. С. 417-428.
76.П о б е д р я Б.Е. Математическая теория нелинейной вязкоупругости// Упругость и неупругость. Вып. 3. М.: Изд-во Моек, ун-та, 1973. С. 417-428.
77.П о б е д р я Б.Е. О методе численных реализаций упруго го решения// Численные методы решения задач теории упругости
ипластичности. Ч. 1. Новосибирск, 1976. С. 110-147.
78. П о б е д р я Б.Е. О задаче в напряжениях// ДАН. 1978.
Т. 240, № 3. С. 564-567.
79.П о б е д р я Б.Е. Некоторые общие теоремы механики деформируемого твердого тела// ПММ. 1979. № 3. С. 531-541.
96. |
П о с т н о в |
В.А., Х а р к у р и м И.Я. |
Метод конечных |
|||
элементов в расчетах |
судовых конструкций. |
М.: |
Судострое |
|||
ние, 1974. |
|
|
|
|
|
|
97. |
П о т т е р |
Д. |
Вычислительные методы в |
физике. |
М.: |
|
Мир, |
1975. |
|
|
|
|
|
98. |
П р а г е р |
В. |
Введение в механику |
сплошных |
сред. |
М.:ИЛ, 1963.
99.Р а б о т н о в Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций.
М.: Наука, 1966.
100.Р а б о т н о в Ю.Н.. Элементы наследственной механики твердых тел. М.: Наука, 1977.
101.Р в а ч е в В.Л . Геометрические приложения логики.
Киев : |
Техника, |
1967. |
102. |
Р в а ч е в |
В.Л . Методы алгебры логики в математичес |
кой физике. Киев: |
Наукова думка, 1974. |
|
103. |
Р в а ч е в |
В. Л., Р в а ч ев В. А. Неклассические ме |
тоды теории приближений в краевых задачах. Киев: Наукова
думка, |
1979. |
|
104. |
Р е к т о р и с К. Вариационные методы в математической |
|
физике и технике. М.: |
Мир, 1985. |
|
105. |
Р и х т м а й е р |
Р.Д ., М о р т о н К. Разностные методы |
решения краевых задач. |
М.: Мир, 1972. |
106.Р о з и н Л.А. Метод конечных элементов в приложении
купругим системам. М.: Стройиздат, 1977.
107.С а м а р с к и й А.А. Введение в теорию разностных схем. М.: Наука, 1971.
108. |
С а м а р с к и й |
А-А., |
А н д р е е в |
В .Б . |
Разностные |
методы для эллиптических уравнений. М.: Наука, 1976. |
|||||
109. |
С а м а р с к и й |
А:А., |
Г у л и н А.В. |
Устойчивость |
|
разностных схем. М.: Наука, |
1973. |
|
|
||
110. |
С а м а р с к и й |
А.А., Н и к о л а е в |
Е.С. Методы реше |
||
ния сеточных уравнений. М.: Наука, 1978. |
|
|
111.С е г е р л и н д Л. Применение метода конечных эле ментов. М.: Мир, 1979.
112.С е д о в Л.И. Введение в механику сплошной средах.
М.: Физматгиз, 1962.
113.С е д о в Л.И. Механика сплошной среды. Т . 1, 2. М.: Наука, 1970.
114.С е н д е ц к и Дж. (редактор). Механика композиционных
материалов. М.: Мир, |
1978. |
115. С л е с а р е в |
И.С., С и р о т и н А.М. Вариационно |
разностные схемы в теории переноса нейтронов. М.: Атомиздат,
1978. |
|
|
|
|
116. |
С т е ч к и н |
С .Б., С у б б о т и н |
Ю.Н. Сплайны в вычис |
|
лительной математике. |
М.: Наука, 1976. |
|||
117. |
С т р е н г |
Г., |
Ф и к с Дж. |
Теория метода конечных |
Элементов. М.: Мир, |
1977. |
|