结构推理
试比较按位移求解弹性力学问题与按位移变分法求解弹性力学问题的区别;以及按应力求解弹性力学问题与按应力变分法求解弹性力学问题的区别。
【正确答案】在按位移求解弹性力学问题时,未知函数是位移分量,它们应满足的条件是:①区域内的拉梅方程(以位移表示的平衡微分方程);②边界Sσ上的应力边界条件;③边界Su上的位移边界条件。其中,条件①与②都是属于静力的平衡条件(即分别表示区域内和边界Sσ上的微分体的平衡),而条件③是属于位移连续性条件,即在边界Su上的位移值与约束的连续性条件。在位移变分法中,取位移分量为基本未知函数,在设定位移的试函数时,令其在边界Su上的位移边界条件预先满足,而条件①和②则是由位移变分方程来反映的。在按应力求解弹性力学问题时,未知函数是应力分量,它们应满足的条件是:①区域内的平衡微分方程;②区域内的以应力表示的相容方程;③边界Sσ上的应力边界条件;④边界Su上的位移边界条件;⑤多连体中的位移单值条件。其中,条件①与③是静力平衡条件,而条件②、④及⑤都是位移连续性条件。相容方程是区域内的位移连续性条件,位移单值条件是多连体中的位移连续性条件。在应力变分法中,取应力分量为基本未知函数,在设定应力的试函数时,令它们预先满足静力平衡条件,即条件①和③,而其余的条件是由应力变分方程来反映的。
【答案解析】