“力”是一個(gè)很神秘的字,是個(gè)象形字,形體極像古代的犁形,上部為犁把,下部為耕地的犁頭,也形象的解釋“力”含義,將無形不可見,不可描述的現(xiàn)象充分的表達(dá)了出來。 從初中物理我們就學(xué)習(xí)過,力是物體之間的相互作用,是使物體獲得加速度和發(fā)生形變的外因,單獨(dú)就力而言,有三個(gè)要素力的大小、方向和作用點(diǎn)。力學(xué)是研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和平衡規(guī)律及其應(yīng)用的,力學(xué)可分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三部分。而今天主要是簡(jiǎn)單介紹一個(gè)靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)。 首先,靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)區(qū)別是什么? 答案很簡(jiǎn)單,一個(gè)是“靜”,一個(gè)是“動(dòng)”,動(dòng)靜的含義就是時(shí)間的問題。故,靜力學(xué)實(shí)際是在研究工程結(jié)構(gòu)在靜載荷作用下的彈塑性變形和應(yīng)力狀態(tài),以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題,其中的靜載荷是指不隨時(shí)間變化的外加載荷,變化較慢的載荷,也可近似地看作靜載荷。當(dāng)然“靜”實(shí)際上只是相對(duì)而言,嚴(yán)格地說,物體相對(duì)于慣性參照系處于靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),即加速度為零的狀態(tài),也就是平衡的狀態(tài)。 對(duì)于平衡的狀態(tài)闡述,牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(牛頓第一定律,又稱慣性定律、惰性定律)就有一個(gè)完整表述:任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài),直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。 此外,靜力學(xué)的有五大公理 公理一 力的平行四邊形法則:作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力,可合成一個(gè)合力,合力的作用點(diǎn)仍在該點(diǎn),其大小和方向由以此兩力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線確定,即合力等于分力的矢量和。 公理二 二力平衡公理:作用在物體上的兩個(gè)力,使物體平衡的必要和充分條件是:兩個(gè)力的大小相等,方向相反,作用線沿同一直線。 公理三 加減平衡力系公理:在已知力系上加或減去任意平衡力系,并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。 公理四 牛頓第三定律:兩物體間的相互作用力,大小相等,方向相反,作用線沿同一直線。 此公理概括了物體間相互作用的關(guān)系,表明作用力與反作用力成對(duì)出現(xiàn),并分別作用在不同的物體上。 公理五 剛化公理:變形體在某一力系作用下處于平衡時(shí),如將其剛化為剛體,其平衡狀態(tài)保持不變。 在有限元結(jié)構(gòu)仿真里面,可簡(jiǎn)化為下流程圖。 在ansys workbench 有限元分析中,有以下兩個(gè)模塊用于靜力學(xué)分析,分別是穩(wěn)態(tài)靜力學(xué)分析、屈曲分析。 而動(dòng)力學(xué)是研究工程結(jié)構(gòu)在動(dòng)載荷作用下的響應(yīng)和性能的分支學(xué)科。動(dòng)載荷是指隨時(shí)間而改變的載荷。在動(dòng)載荷作用下,結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變及位移也必然是時(shí)間的函數(shù)。 對(duì)于動(dòng)力學(xué),牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了完美的闡述:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。這個(gè)定律指出了力、加速度、質(zhì)量三者間的關(guān)系。 動(dòng)力學(xué)普遍定理為動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理。 在有限元結(jié)構(gòu)仿真里面,可簡(jiǎn)化為下流程圖: 動(dòng)載荷類型 簡(jiǎn)諧載荷:載荷隨時(shí)間周期性性變化,并可以用簡(jiǎn)諧函數(shù)來表示。 分析模塊推薦harmonicresponse 一般周期性載荷:載荷隨時(shí)間周期性變化,是時(shí)間的周期函數(shù),但不能用簡(jiǎn)單的用簡(jiǎn)諧函數(shù)表示。 分析模塊推薦harmonicresponse 沖擊載荷:載荷的幅值大小在很短時(shí)間內(nèi)急劇增加或急劇的減小。 分析模塊推薦瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)(transientstructural(隱式解法) 顯示動(dòng)力學(xué)explicit dynamics(顯式解法) 隨機(jī)載荷:荷載的幅值大小變化復(fù)雜,難以用解析函數(shù)解析表示的載荷。 分析模塊推薦randomvibriation response spectrum |
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