=
=§ 3 应变张量
1. Green应变张量
连续介质发生变形时,其体内点与点之间的相对位置发生了变化,导致整个连续介质的体积或形状发生变化。这种变化可利用两种构形上对应点的距离变化求得。取图3.1坐标M点为初始构形中的任意点,其位矢为X,N是初始构形中M点邻域内的另一个点,线元MN用dX表示,dX1、dX2和dX3是dX在物质坐标上的三个正交分量,也是体元的三个棱边。变形后,M点移到M*点,N点移动到N*点,M*N*用dx表示,M*点的位矢为x,以dXI (I=1, 2, 3)为棱边的正六面体体元变形后变为曲六面体,其三个棱边不再两两正交。线元MN变形为M*N*
包含着长度的变化和方向的改变,这是描述物体变形的关键量。
图3.1
从图3.1可以看到,变形前矢径OM=X=XJeJ,线元为MN=dX=dXIeI,变形后,相应的矢径和线元为OM=x=xiei,MN=dx=dxiei。
变形前,线元MN的长度平方为
*
*
*
(dS0)=dX dX=dXIdXI=dXJdXKδJK (I, J, K为哑标) (3.1)
2
变形后,线元M*N*的长度平方为
(dS)
2
=dx dx=dxidxi=dxjdxkδjk (i, j, k为哑标) (3.2)
根据对应关系,由
dxi
xi
dXJ
XJ
dXI
XI
dxj (3.3) xj
便可建立初始构形和变形构形的相对变形。常用两种方式定义:一种是以变形前的初始构形为基准,然后确定它与变形构形间的相对变形。这种方法定义于初始构形,采用Lagrange