![弹性与塑性力学引论](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/760/40936760/b_40936760.jpg)
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3.2 转轴时应变分量的变换
设在坐标系Oxyz下,物体内某一点的6个应变分量为εx、εy、εz、γxy、γyz、γzx。现使坐标系旋转某一角度,得新坐标系Ox′y′z′,设新坐标系下的应变分量为εx′、εy′、εz′、γx′y′、γy′z′、γz′x′,建立新旧坐标系之间的变换关系。
设新旧坐标轴夹角的方向余弦见表3.2.1 。
表3.2.1 新旧坐标轴夹角的方向余弦
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_33.jpg?sign=1739287247-6fdA1UV0XZZgiDIw5KxgHCr42w5qxR8N-0-bc409c0965c956e7ec36b9e2602dcd59)
先建立转轴时位移分量的变换关系。设位移矢量U在老坐标系中的3个分量为u、v、w,而在新坐标系中的3个分量为u′、v′、w′,于是有
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_34.jpg?sign=1739287247-vwmAqwA02KWdA1YNLcX4GQBQ1m99yZMB-0-26942c88cefb4c042d247cff96e38f44)
式中:e′1、e′2、e′3为3个新坐标轴的单位矢量。
利用方向导数公式
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_35.jpg?sign=1739287247-8lNs38sZCET8GdXEYBUk5LRQYUtnZDMn-0-900478878e1193a04840885a36060435)
式中:l、m、n分别为矢量s对x、y、z轴的方向余弦。
于是新坐标系中的应变分量为
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_36.jpg?sign=1739287247-JrhJfH0aTSim1sxfKkObl2mCbYU7hbH7-0-a55368c643aee4524f8e4d79c9e6f794)
根据几何方程式(3.1.10),得
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_37.jpg?sign=1739287247-ioBlCiuVAAOSIksDlslzSq3ibZDnHRgq-0-f639682b6a3de7c46e68a9581a8c12b7)
将上述应变张量分量表示数字形式,有
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_38.jpg?sign=1739287247-lbF5i9nrgjeafuHrRxMrfqCbCx1merkQ-0-e568eabe644d07d4cdfe384aff86899b)
类似可以求得其余的正应变和切应变分量,最后可以将新、旧坐标系应变之间的关系用张量形式表示如下:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_39.jpg?sign=1739287247-F4NJQfYU84QjMQjXBBX8RWTtoGM6fIow-0-5ee98cb03440af9b3705df568be07d71)
式(3.2.3)就是坐标变换时,二阶应变张量εij服从的变换规律,由此可以求得不同坐标系下的应变张量分量。
采用上面同样的方法,还不难导出过物体内一点沿任意方向微分线段的伸长率:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/355F4D/21277070201867106/epubprivate/OEBPS/Images/txt003_40.jpg?sign=1739287247-DnCpxiscJv32Xe4Fh2rFOuQT5bgiKSYo-0-42532353785502f92e69e2fb6c6865ac)
这里l、m、n为该微分线段的方向余弦。