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作者gamer
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Re: [請益] 關於力學上的非線性分析

時間
最新2023-09-19 21:44:00
留言32則留言,3人參與討論
推噓6 ( 6026 )
※ 引述《j6zoz04 (RTOO)》之銘言: : 各位好 : 最近在做一些簡單例子(ex.懸臂樑、單軸拉伸)的有限元分析時,想到一些疑問的地方: : 當不斷對結構施加力時,力-位移 的關係由 線性 逐漸進展到 非線性,此時的確材料 : 發生降伏。 : 就我的認知有限元的求解是 given 力 -> 位移 -> 應變 -> 應力 : 但是力-位移的關係是非線性就能代表後續 位移-應變、應變-應力 的關係是非線性的嗎? : 或許這些關係存在某種相依性? 又或是我個人有思考不周的地方? : 在此感到困惑,也不太確定這是力學的問題還是有限元的問題,故來向各位請教, : 謝謝 有限元素法的非線性大致上可以分成三種 1. 幾何非線性 (Geometry nonlinear) 2. 材料非線性 (Material nonlinear) 3. 接觸非線性 (Contact nonlinear) 幾何非線性來自於大變形理論,是由於幾何形狀的改變造成, 在有限元素法中,還包含了元素變形造成數值積分誤差產生的 非線性行為。 材料非線性來自於本構方程式(應力-應變關係)的非線性,是因 為材料本身的非線性行為(塑性、黏彈性、非線性彈性)。 接觸非線性來自於邊界條件的改變(通常是接觸狀態的改變)。 至於你的問題,位移-應變的非線性關係來自於 1.幾何非線性; 應變-應力的非線性來自於 2.材料非線性;但還有一種非線性是 接觸非線性,所以力-位移的關係非線性,不一定位移跟應變是 非線性的,可能是2,也可能是3,或者2+3。同理應變跟應力也是。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 182.233.131.66 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Cad_Cae/M.1694609699.A.340.html

Re: 回文串

632
> Re: [請益] 關於力學上的非線性分析
Cad_Cae09/13 20:54

32 則留言

j6zoz04, 1F
謝g大,請問力-位移的非線性只有接觸問題嗎? 因為我做的

j6zoz04, 2F
懸臂樑、單軸拉伸這種並不是接觸問題,還是會有力-位移的

j6zoz04, 3F
非線性。

j6zoz04, 4F
感覺上只要滿足2 or 3 就會造成 力-位移 的非線性,但不

j6zoz04, 5F
清楚這些關係的相依性。

gamer, 6F
1, 2, 3都會造成力-位移的非線性

gamer, 7F
力-位移 (統御方程式)的解就是滿足上面這全部關係式的解

j6zoz04, 8F
有點不解g您第二段話,根據G.E的位移解來求得的應變、應

j6zoz04, 9F
力。跟 應變-位移、應力-應變之間的線性非線性與否,感覺

j6zoz04, 10F
像是兩回事

gamer, 11F
只有3條統御方程式無法求解,所以必須再加上應變-位移,本

gamer, 12F
構方程式、協合條件這些方程式才有辦法求解出位移解

gamer, 13F
所以力與位移關係的線性或非線性,取決於這全部方程式是線

gamer, 14F
性還是非線性的。建議你可以稍微了解一下彈性力學理論,這

gamer, 15F
樣會對你做這些事有比較深入的理解

j6zoz04, 16F
就以前上課的內容,似乎可以靠3條平衡方程式(Navier’s E

j6zoz04, 17F
quation)來解出位移的。似乎和g大您說的不太一樣,或許只

j6zoz04, 18F
能實際去找個問題解解看

gamer, 19F
Navier stoke eq.是incompressible flow的special case

gamer, 20F
並不是generalized的force equilibrium eq.

gamer, 21F
generalized force equilibrium eq會有應力張量9個變數+力

gamer, 22F
量三個分量+加速度3個分量,共15個變量,只有三條方程式怎

gamer, 23F
麼解出15個變量?

j6zoz04, 24F
因為我看Equations of Equilibrium in Terms of Displace

j6zoz04, 25F
ments (Navier’s Equation) 感覺可以靠3條方程解出3個位

j6zoz04, 26F
移,剩下的(應變、應力)就可以靠關係式解出。

j6zoz04, 27F
至於加速度,在彈力中不是=0嗎?

gamer, 28F
你可以試試看,如果解出來再分享一下

sos011022, 29F
我個人覺得這三個效應應該可以獨立施加在物體上,比如

sos011022, 30F
說一個懸臂樑在樑總長的一半位置有一個側向力施加,雖

sos011022, 31F
然並未達到塑性區域,但是如果看自由端的位移卻可能已

sos011022, 32F
經非常大,必須要考慮幾何非線性才會正確。

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