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

книги / Численные методы в теории упругости и пластичности

..pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
10.57 Mб
Скачать

ФОРМУЛЫ 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)

 

 

= 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:

 

 

^:т

$гп

(1У.15)

 

^1]к^1гпп &]1

 

&}п

 

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,-.

354

СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ УПРУГИМИ постоянными

У п руги е

 

 

 

 

Основная пара

 

 

 

 

постоянные

(А, д)

(К, О)

(О, и)

(Е,и)

(Е ,0 )

(К, ш)

(д ,^ )

д

д

 

к - - о

у

уЕ

- 2 1 /)

0 (Е -

20)

К(1 - ш)

2д(1 -

ш)

 

 

 

3

1 - 2у

( 1 + г/)(1

3 0 - Е

 

Зи>

Д(О)

Д

 

с

О

Е

 

О

- А ’и»

 

 

 

2(1+

V)

Д

 

 

л

 

 

2С(1 + у)

 

 

2

2

 

 

 

 

Е

 

ЕО

 

 

К

2

к

 

К

д

 

А +

- д

3(1 - 2у)

3(1 -

2д)

3(3 О - Е )

За/

 

 

 

 

 

Е

(ЗА + 2д)д

9КО

2(1+ и)0

Е

 

Е

9Кш

 

А + д

з к + о

 

2 и>

2 + и>

 

 

 

 

 

 

 

А

 

ЗК - 20

 

 

 

Е

 

1 — ш

1 ш

 

2(А + д)

+ 20

 

1- 2д

20

1

2 + 02

2

и>

ш

2д

20

1 - 2 у

60

 

и>

и>

 

ЗА +

2д'

ЗК

1+ Д

1+ у

Е

~ 2

 

 

 

 

 

д'

А

2 0 - З К

У

у

 

2 0 - Е

и> — 1

и> 1

 

2д(ЗА + 2д)

18 0 К

20(1 + и)

Е

2ОЕ

9Киг

6 д

 

и '

1

1

1

1 + у

1

1

1

 

Д

4 0

4 0

 

4 0

6К и>

 

 

 

 

(А '.д ')

А'

2д'(ЗА' + 2ц<)

1

4ц'

1

3(ЗА' + 2ц')

1

А' + 2д' А'

А' + 2ц.'

ЗА' 4- 2ц' 2д;

д /

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

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.

80.П о б е д р я Б.Е.. К теории вязкоупругости композици­ онных материалов// Механика композитных материалов. 1979.

3. С. 414-423.

81.П о б е д р я Б.Е. Механика композиционных материалов. М.: Изд-во Моек, ун-та, 1984.

82.П о б е д р я Б.Е. О вычислительной механике дефор­

мируемого твердого тела// Математические методы механики деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1986. С. 124-129.

83.П о б е д р я Б.Е. Некоторые проблемы вычислительной механики деформируемого твердого тела// Численные методы решения задач теории упругости и пластичности. Новосибирск, 1986. С. 3-9.

84.П о б е д р я Б .Е . Лекции по тензорному анализу. Изд. 3-е М.: Изд-во Моек, ун-та, 1986.

85.П о б е д р я Б.Е. О взаимосвязи геометриечской И фи­ зической нелинейности в теории упругости и о смысле вектора перемещений// Изв. АН Арм.ССР. Сер. Механика. 1987. Т . ХЬ,

4. С. 15-26.

86. П о б е д р я Б.Е. Г о р б а ч е в В.И. О статических зада­ чах упругих композитов// Вест. Моек, ун-та. Сер. Математика,

механика. 1977.

§ 5. С. 101-110.

87. П о б е д р я

Б.Е., Д и м и т р и е н к о Ю.И. Связанные за­

дачи линейной термомеханики деформируемого твердого тела//

Успехи механики.

1987.

Т. 10, вып.2.

С. 97-137.

88. П о б е д р я

Б.Е.,

М о л ь к о в

В.А. Эффективные моду­

ли упругости волокнистых и слоисто-волокнистых композитов// Вычислительная механика деформируемого твердого тела. 1990.

Вып.

1. С. 41-63.

89.

П о б е д р я Б.Е., Р а д ж а б о в Н.А. Метод источников

для решения задачи теории упругости в напряжениях// ДАН.

1989.

Т. 305, № 3.

С. 536-539.

90.

П о б е д р я

Б.Е., Ч и с т я к о в П.В. Решение пространс­

твенных задач теории упругости методом Монте-Карло// ПММ. 1988. № 2. С. 341-345.

91. П о б е д р я Б.Е., Ш е ш е н и н С.В. О матрице влияния// Вест. Моек, ун-та. Сер. Математика, механика. 1979. № 6. С.' 76-81.

92. П о б е д р я Б.Е., Ш е ш е н и н С.В. Некоторые задачи о равновесии упругого параллелепипеда// Изв. АН СССР. Сер. МТТ. 1981. № 1. С. 74-86.

93.П о б е д р я Б.Е., Ш е ш е н и н С.В. Численное решение задачи Ламе об упругом параллелепипеде// Изв. АН Арм.ССР. Сер. Механика. 1981. Т. 34, № 5. С. 61-71.

94.П о б е д р я Б.Е., Ш е ш е н и н С.В. О методах упругих решений// Изв. АН СССР. Сер. М ТТ. 1987. № 5. С. 59-72.

95. П о б е д р я Б.Е., Ш е ш е н и н

С.В., Х о л м а т о в Т.

Задача в напряжениях. Ташкент: ФАН,

1988.

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.

 

Соседние файлы в папке книги