文档介绍：力学分析中需要考虑的三种条件1、平衡条件:遵守经典物理世界运动基本原理,牛顿三大运动定律2、物理条件:本构关系(应力应变等)3、几何条件:几何构成、变形协调4、边界条件平衡条件1、不受外力作用的物体,永远将保持静止或匀速直线运动。牛顿第三运动定律:F=ma2、物体处于静止状态的必要条件,所受合力为零:F=03、动力学平衡条件:达朗贝尔原理F-ma=0结构处于平衡的条件1、截取任一结构部件,作用于其上的荷载的合力在任一方向上均为零。2、据此,力学分析可以采用任意坐标系(但坐标分量需要相互独立),力系合成和分析可以在任意方向上进行。3、满足平衡条件要求的内力,不一定是结构所受的真实内力。故满足力学平衡条件条件。只是结构真实内力的必要条件。物理条件(本构关系)1、在经典物理世界,任何物质的运动均遵守牛顿三大运动定律。但各种介质表现出来的物理现象千差万别,主要原因在于介质的本构关系不同。2、一般地,本构关系大体可以归于两类:1)麦氏(麦克斯威尔)体2)开氏(开尔文)体详细可参考:《辛弹性力学》(中国科学技术大学出版社)或者粘弹性力学方面的教材。固、液体的界定1、传统认识中的这两类物质,其性状与荷载作用于其上的时间密切相关。2、任何物质都有蠕变和松弛特性,但各种物质的松弛时间各不相同。(Maxwell)3、举例:水下核爆炸、地质变迁4、现代力学统一将流体和固体称之为流变体。松弛和蠕变的力学定义松弛:材料在固定位移加载情况下,其应力随时间而减下的现象。蠕变:材料在固定应力荷载作用下,其应变随时间而增加的现象。上述两种非线性现象,还与与温度、应力水平等因素有密切关系。松弛时间松弛时间:定义为材料实际应力减小为初始应力的37%时,所需要的时间。几种典型材料的松弛时间:1、坚硬岩石:2、水:3、沥青:传统固、液体力学的部分共性1、两者动力学均遵守经典力学中的质量守恒和牛顿三大运动定律。它们的动力学平衡控制方程在形式上完全相同。两种物质遵守相同的客观运动物理规律1、在荷载作用时间很长的情况下,固体可能表现出液体的性状,2、而当荷载作用时间足够短时,液体也可表现出固体的性状。3、在荷载作用下,两者都会表现出平衡分叉现象,也可认为是混沌现象。固体力学中的失稳:稳定分叉流体力学中的湍流:不稳定分叉传统固、液体力学的部分异性1、物质不同,它们的本构也不同。导致虽然遵守相同的运动规律,但却表现出看似完全不同的物理现象2、在数学上,当把本构方程代入到完全相同的平衡控制方程后,得到的将是在形式和内容上均有显著差异的动量方程。3、传统固体,当作用于其上的荷载不发生变化时,在有限的时间里,物体就一般不再发生显著的变形,而液体则不同,只要荷载不移去,变形就会永远继续下去。