牵引力 -> 压力;应力->位移梯度

计算科学 边界条件 固体力学 体贴入微
2021-12-26 00:01:27

如果给定位移梯度张量,我们可以很容易地获得应力张量(使用胡克定律和应变-位移关系),以及牵引矢量。

如果给定一个牵引力,并且知道牵引力,其中是法线向量,我们不能唯一确定应力张量的 6 个独特分量,而无需一些额外的状况)。从应力到位移梯度也存在相同的情况,我们知道 6 个唯一的应力分量,但在没有其他条件的情况下无法唯一地确定 9 个位移梯度。T=σnn

在求解线性弹性方程时,Neumann 边界条件通常以牵引力的形式施加。如果在应力方面施加诺依曼边界条件,或者在位移梯度方面甚至更好,是否会使问题更适定?

1个回答

简而言之,没有。诺依曼边界条件应根据牵引力来指定。当您从边值问题的强形式陈述转移到弱形式时,这一点就很清楚了。

强形式:

div(σ(u))+b=0xΩu=u^(x)xΩDσn=g(x)xΩNΩNΩD=ΩΩNΩD=

上消失的适当测试函数,弱形式写为wΩD

Ω(wbw:σ)dV+ΩNw(σn)dA=0

如您所见,Neumann 边界条件直接表现为弱形式的牵引力,因此用牵引力而不是位移梯度来指定它是很自然的。事实上,不可能在边界处施加整个位移梯度或应力张量,只能施加牵引力。