微極彈性固體

微極彈性固體,廣義連續介質力學中一個典型的物質模型,是由可以平移和獨立進行轉動的微小剛性物質點組成的彈性固體。它是古典彈性固體模型的推廣。

微極彈性固體

為了大體上看出微極彈性固體和一般彈性固體這兩種模型的差異,下面給出各向同性線性微極彈性固體的本構方程:
tij=λδijekk+(μ+κ)eij+μeji,

mij=αδijγkk+βγij+γγji,

式中tij和 mij為應力張量和力偶應力張量;λ、μ、κ、α、β、γ為物性模量;δij為克羅內克符號;eij和γij為應變張量,可表示為:
  eij=ui,j-εijk嗞k,

γij=嗞i,j,

式中ui和嗞i為位移矢量u和微轉動矢量的分量,εijk為交錯張量(見張量)。古典彈性力學中各向同性線性彈性固體的本構方程為:

tij=λδijekk+2μeij,

式中λ和μ為拉梅常數。通過比較可見,在微極彈性固體中,由於考慮微極效應,總共需要6個物性模量,應力張量不再對稱,並且出現力偶應力。

配圖

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