Langkau tajuk talian

Senarai Simbol Kuantiti Fizik

Halaman ini menyenaraikan simbol bagi kuantiti fizik yang digunakan dalam manual teori FrontISTR. Untuk konvensyen notasi (notasi tebal bagi vektor dan tensor, konvensyen penjumlahan Einstein, dan notasi Voigt), lihat Notasi Tensor dan Asas Matematik.


Konfigurasi dan Sistem Koordinat

Simbol Keterangan
\(\boldsymbol{X}\) Vektor kedudukan titik bahan dalam konfigurasi rujukan (awal) (koordinat bahan)
\(\boldsymbol{x}\) Vektor kedudukan titik bahan dalam konfigurasi semasa (koordinat ruang)
\(\phi(\boldsymbol{X}, t)\) Pemetaan gerakan: \(\boldsymbol{x} = \phi(\boldsymbol{X}, t)\)
\(\Omega_0\) Domain yang diduduki jasad dalam konfigurasi rujukan
\(\Omega\) Domain yang diduduki jasad dalam konfigurasi semasa
\(\Gamma_0\) Sempadan \(\Omega_0\)
\(\Gamma\) Sempadan \(\Omega\)
\(\Gamma_B, \Gamma_{0B}\) Sempadan geometri (sesaran): sempadan dalam konfigurasi semasa/rujukan yang padanya \(\boldsymbol{u} = \bar{\boldsymbol{u}}\) ditetapkan
\(\Gamma_t, \Gamma_{0t}\) Sempadan mekanik: sempadan dalam konfigurasi semasa/rujukan yang padanya \(\boldsymbol{\sigma}\boldsymbol{n} = \bar{\boldsymbol{t}}\) (atau \(\boldsymbol{P}\boldsymbol{N} = \bar{\boldsymbol{t}}\)) ditetapkan
\(\boldsymbol{n}\) Vektor normal unit ke luar bagi permukaan dalam konfigurasi semasa
\(\boldsymbol{N}\) Vektor normal unit ke luar bagi permukaan dalam konfigurasi rujukan
\(t\) Masa

Konvensyen: Kuantiti fizik dalam konfigurasi rujukan dilambangkan dengan huruf besar atau subskrip \(0\), manakala kuantiti dalam konfigurasi semasa dilambangkan dengan huruf kecil.


Masa dan Pertambahan (Analisis Inkremental)

Simbol Keterangan
\(\Delta t\) Pertambahan masa: \(\Delta t = t_{n+1} - t_n\)
\(^{t}(\cdot)\) Kuantiti fizik pada masa \(t\) (superskrip kiri). Contoh: \(^{t}\boldsymbol{\sigma}\) ialah tegasan Cauchy pada masa \(t\)
\(^{t}\Omega\) Domain konfigurasi semasa pada masa \(t\)
\(^{t}\Gamma\) Sempadan konfigurasi semasa pada masa \(t\)

Konvensyen: Dalam analisis inkremental, keadaan sehingga masa \(t\) dianggap diketahui, manakala keadaan pada masa \(t + \Delta t\) diselesaikan sebagai tidak diketahui. Superskrip kiri ditinggalkan apabila masa tidak perlu dinyatakan secara nyata. Formulasi yang menggunakan konfigurasi rujukan \(\Omega_0\) sebagai rujukan dipanggil formulasi Total Lagrange, manakala formulasi yang menggunakan konfigurasi semasa \(^{t}\Omega\) pada permulaan pertambahan sebagai rujukan dipanggil formulasi Updated Lagrange.


Sesaran, Halaju, Pecutan dan Daya Jasad

Simbol Keterangan
\(\boldsymbol{u}\) Vektor sesaran: \(\boldsymbol{u} = \boldsymbol{x} - \boldsymbol{X}\)
\(\bar{\boldsymbol{u}}\) Sesaran yang ditetapkan pada sempadan geometri \(\Gamma_B\)
\(\delta \boldsymbol{u}\) Sesaran maya (fungsi ujian): \(\delta \boldsymbol{u} = \boldsymbol{0}\) pada \(\Gamma_B\)
\(\boldsymbol{v}\) Vektor halaju: \(\boldsymbol{v} = \dot{\boldsymbol{u}}\)
\(\boldsymbol{a}\) Vektor pecutan: \(\boldsymbol{a} = \dot{\boldsymbol{v}}\)
\(\boldsymbol{g}\) Daya jasad (per unit jisim)
\(\boldsymbol{t}\) Vektor traksi (per unit luas): \(\boldsymbol{t} = \boldsymbol{\sigma}\boldsymbol{n}\)
\(\bar{\boldsymbol{t}}\) Traksi yang ditetapkan pada sempadan mekanik \(\Gamma_t\) (data Neumann)

Pengendali Pembezaan

Simbol Keterangan
\(\dot{(\cdot)}\) Terbitan masa bahan (terbitan masa yang mengikuti titik bahan yang sama): \(\dot{A} \equiv DA/Dt\)
\(\nabla_X\) Kecerunan konfigurasi rujukan (kecerunan terhadap koordinat bahan \(\boldsymbol{X}\)): \(\nabla_X = \partial / \partial \boldsymbol{X}\)
\(\nabla_x\) Kecerunan konfigurasi semasa (kecerunan terhadap koordinat ruang \(\boldsymbol{x}\)): \(\nabla_x = \partial / \partial \boldsymbol{x}\)
\(\nabla_S\) Pengendali kecerunan simetri: \(\nabla_S \boldsymbol{u} = \tfrac{1}{2}(\nabla \boldsymbol{u} + (\nabla \boldsymbol{u})^T)\)

Nota: \(\nabla_X\) dan \(\nabla_x\) berkaitan melalui \(\nabla_X = \boldsymbol{F}^T \nabla_x\). Kecerunan tanpa subskrip, \(\nabla\), digunakan apabila konfigurasi jelas daripada konteks atau apabila perbezaan itu hilang, seperti dalam masalah ubah bentuk kecil.


Tensor Ubah Bentuk

Simbol Keterangan
\(\boldsymbol{F}\) Tensor kecerunan ubah bentuk: \(F_{ij} = \partial x_i / \partial X_j\)
\(J\) Nisbah isipadu: \(J = dv/dV = \det \boldsymbol{F}\)
\(\boldsymbol{C}\) Tensor ubah bentuk Cauchy-Green kanan: \(\boldsymbol{C} = \boldsymbol{F}^T \boldsymbol{F}\)
\(\boldsymbol{b}\) Tensor ubah bentuk Cauchy-Green kiri: \(\boldsymbol{b} = \boldsymbol{F}\boldsymbol{F}^T\)
\(\boldsymbol{L}\) Tensor kecerunan halaju: \(L_{ij} = \partial v_i / \partial x_j = \dot{F}_{ik}F^{-1}_{kj}\)
\(\boldsymbol{D}\) Tensor kadar ubah bentuk (bahagian simetri \(\boldsymbol{L}\)): \(\boldsymbol{D} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{L}+\boldsymbol{L}^T)\)
\(\boldsymbol{W}\) Tensor putaran (bahagian antisimetri \(\boldsymbol{L}\)): \(\boldsymbol{W} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{L}-\boldsymbol{L}^T)\)

Tensor Terikan

Simbol Keterangan
\(\boldsymbol{E}\) Tensor terikan Green-Lagrange (konfigurasi rujukan): \(\boldsymbol{E} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{C}-\boldsymbol{I})\)
\(\boldsymbol{e}\) Tensor terikan Almansi (konfigurasi semasa): \(\boldsymbol{e} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{I}-\boldsymbol{b}^{-1})\)
\(\boldsymbol{A}_{(L)}\) Bahagian linear tensor terikan Almansi (kecerunan sesaran simetri dalam konfigurasi semasa): \(\boldsymbol{A}_{(L)} = \tfrac{1}{2}(\nabla_x \boldsymbol{u} + (\nabla_x \boldsymbol{u})^T)\)
\(\boldsymbol{\varepsilon}\) Tensor terikan infinitesimal (penghampiran linear): \(\varepsilon_{ij} = \tfrac{1}{2}(\partial u_i/\partial x_j + \partial u_j/\partial x_i)\)

Nota: \(\boldsymbol{E}\) digunakan terutamanya dalam formulasi Total Lagrange, manakala \(\boldsymbol{D}\) digunakan terutamanya dalam formulasi Updated Lagrange.


Tensor Tegasan

Simbol Keterangan
\(\boldsymbol{\sigma}\) Tensor tegasan Cauchy (tegasan sebenar, konfigurasi semasa): \(d\boldsymbol{f} = \boldsymbol{\sigma}\boldsymbol{n}\,d\Gamma\)
\(\boldsymbol{P}\) Tensor tegasan Piola-Kirchhoff pertama (tegasan nominal): \(d\boldsymbol{f} = \boldsymbol{P}\boldsymbol{N}\,d\Gamma_0\)
\(\boldsymbol{S}\) Tensor tegasan Piola-Kirchhoff kedua (konfigurasi rujukan, simetri): \(\boldsymbol{F}^{-1}d\boldsymbol{f} = \boldsymbol{S}\boldsymbol{N}\,d\Gamma_0\)

Hubungan penukaran antara tensor tegasan:

\[ \boldsymbol{P} = \boldsymbol{F}\boldsymbol{S}, \qquad \boldsymbol{\sigma} = \frac{1}{J}\boldsymbol{F}\boldsymbol{S}\boldsymbol{F}^T = \frac{1}{J}\boldsymbol{P}\boldsymbol{F}^T \]

Konvensyen: Formulasi Total Lagrange menggunakan pasangan \((\boldsymbol{S}, \boldsymbol{E})\), manakala formulasi Updated Lagrange menggunakan pasangan \((\boldsymbol{\sigma}, \boldsymbol{D})\).


Ketumpatan dan Jisim

Simbol Keterangan
\(\rho\) Ketumpatan jisim dalam konfigurasi semasa
\(\rho_0\) Ketumpatan jisim dalam konfigurasi rujukan

Keabadian jisim: \(\rho_0 = J\rho\).


Pemalar Bahan (Keanjalan Linear)

Simbol Keterangan
\(E\) Modulus Young
\(\nu\) Nisbah Poisson
\(\lambda\) Pemalar Lamé pertama: \(\lambda = E\nu / [(1+\nu)(1-2\nu)]\)
\(\mu\) Pemalar Lamé kedua (modulus ricih): \(\mu = E / [2(1+\nu)]\)
\(\boldsymbol{\mathsf{C}}\) Tensor keanjalan (tertib keempat): \(\boldsymbol{S} = \boldsymbol{\mathsf{C}}:\boldsymbol{E}\), komponen \(C_{ijkl}\)
\(D\) (atau \(\hat{\tilde{C}}\)) Matriks bahan (notasi Voigt, \(6\times6\) dalam 3D): \(\hat{\sigma} = D\,\hat{\varepsilon}\)

Komponen tensor keanjalan bagi bahan elastik linear isotropik:

\[ C_{ijkl} = \lambda\,\delta_{ij}\delta_{kl} + \mu\,(\delta_{ik}\delta_{jl} + \delta_{il}\delta_{jk}) \]

Bahan Hiperanjal

Simbol Keterangan
\(W(\boldsymbol{C})\) Fungsi keupayaan elastik (fungsi ketumpatan tenaga terikan)
\(I_1, I_2, I_3\) Invarian utama tensor Cauchy-Green kanan \(\boldsymbol{C}\)
\(\tilde{I}_1, \tilde{I}_2, \tilde{I}_3\) Invarian terkurang bagi \(\boldsymbol{C}\) (perubahan isipadu diasingkan)
\(C_1, C_2\) Pemalar bahan model Mooney-Rivlin
\(D\) Pemalar bahan berkaitan dengan keanjalan isipadu

Bahan Elastoplastik

Simbol Keterangan
\(\boldsymbol{D}^e\) Komponen elastik tensor kadar ubah bentuk
\(\boldsymbol{D}^p\) Komponen plastik tensor kadar ubah bentuk
\(F(\boldsymbol{\sigma}, \kappa)\) Fungsi luluh
\(\kappa\) Pemboleh ubah dalaman yang mewakili keadaan plastik (pemboleh ubah pengerasan isotropik)
\(\lambda^p\) Pengganda plastik (pengganda kadar terikan plastik): \(\lambda^p \geq 0\)
\(\Theta\) Keupayaan plastik (\(\Theta = F\) bagi hukum aliran bersekutu)
\(\bar{\sigma}\) Tegasan setara (cth., tegasan von Mises)
\(\bar{\varepsilon}^p\) Terikan plastik setara
\(H(\bar{\varepsilon}^p)\) Fungsi pengerasan isotropik

Syarat saling melengkapi: \(\lambda^p F(\boldsymbol{\sigma}, \kappa) = 0\), \(\lambda^p \geq 0\), \(F \leq 0\).


Kaedah Unsur Terhingga

Simbol Keterangan
\(\Omega^h, \Omega_0^h\) Domain dalam konfigurasi semasa dan rujukan yang dihampiri oleh pendiskretan unsur terhingga: \(\Omega^h = \bigcup_e \Omega^e\)
\(\Omega^e, \Omega^e_0\) Domain unsur dalam konfigurasi semasa dan rujukan
\(\Gamma^e_t, \Gamma^e_{0t}\) Bahagian sempadan unsur yang tergolong dalam sempadan mekanik
\(\boldsymbol{r}\) Koordinat semula jadi (koordinat setempat unsur)
\(\boldsymbol{r}_\alpha\) Titik dalam koordinat semula jadi yang sepadan dengan nod \(\alpha\)
\(N_\alpha^e(\boldsymbol{r})\) Fungsi bentuk yang sepadan dengan nod \(\alpha\) bagi unsur \(e\)
\(n_e\) Bilangan nod yang membentuk unsur
\(n_g\) Jumlah bilangan nod global
\(\boldsymbol{X}^e_\alpha, \boldsymbol{u}^e_\alpha\) Koordinat dan sesaran nod unsur \(\alpha\)
\(\boldsymbol{X}^e, \boldsymbol{u}^e\) Vektor koordinat dan sesaran nod unsur: \(\boldsymbol{X}^e = (\boldsymbol{X}^{eT}_1, \ldots, \boldsymbol{X}^{eT}_{n_e})^T\), dan sebagainya
\(\boldsymbol{X}^n, \boldsymbol{u}^n\) Vektor koordinat dan sesaran nod global (disusun mengikut nombor nod, kemudian darjah kebebasan)
\(\boldsymbol{B}\) Matriks hubungan terikan-sesaran (matriks B)
\(\boldsymbol{N}_\alpha, \boldsymbol{N}\) Matriks fungsi bentuk: \(\boldsymbol{N}_\alpha\) ialah blok \(d \times d\) dengan fungsi bentuk \(N_\alpha^e\) bagi nod \(\alpha\) pada pepenjurunya, dan \(\boldsymbol{N} = [\boldsymbol{N}_1, \ldots, \boldsymbol{N}_{n_e}]\). \(\delta\boldsymbol{u} = \boldsymbol{N}\, \delta\boldsymbol{u}^e\)
\(\boldsymbol{K}^e\) Matriks kekakuan unsur
\(\boldsymbol{K}^e_X, \boldsymbol{K}^e_x\) Integran matriks kekakuan unsur (dinyatakan dalam konfigurasi rujukan dan semasa): \(\boldsymbol{K}^e = \int_{\Omega^e_0} \boldsymbol{K}^e_X\, dV = \int_{\Omega^e} \boldsymbol{K}^e_x\, dv\)
\(\boldsymbol{Q}^e\) (formulasi TL), \(\boldsymbol{q}^e\) (formulasi UL) Vektor daya dalaman unsur
\(\boldsymbol{F}^e_\alpha, \boldsymbol{F}^e\) Daya luaran nod yang bertindak pada nod unsur \(\alpha\), dan vektor daya luaran nod unsur: \(\boldsymbol{F}^e = (\boldsymbol{F}^{eT}_1, \ldots, \boldsymbol{F}^{eT}_{n_e})^T\)
\(\boldsymbol{Q}, \boldsymbol{F}\) Vektor daya dalaman global dan vektor daya luaran global: \(\boldsymbol{Q} = (\boldsymbol{Q}^T_1, \ldots, \boldsymbol{Q}^T_{n_g})^T\); begitu juga untuk \(\boldsymbol{F}\)
\(\boldsymbol{Q}_{i_g}, \boldsymbol{F}_{i_g}\) Daya dalaman nod dan daya luaran nod pada nod global \(i_g\) (blok nod bagi \(\boldsymbol{Q}, \boldsymbol{F}\))
\(\boldsymbol{K}\) Matriks kekakuan tangen global: \(\boldsymbol{K} = \partial \boldsymbol{Q}/\partial \boldsymbol{u}\). Matriks yang dibentuk dengan meletakkan blok \(3\times 3\) \(\boldsymbol{K}_{i_gi_h}\) pada baris \(i_g\), lajur \(i_h\)
\(\boldsymbol{R}_i\) Vektor baki dalam lelaran Newton-Raphson: \(\boldsymbol{R}_i = \boldsymbol{F} - \boldsymbol{Q}(\boldsymbol{u}_n + \Delta\boldsymbol{u})\)
\(d\boldsymbol{u}_i\) Pembetulan dalam lelaran Newton-Raphson (diperoleh dengan menyelesaikan persamaan linear \(\boldsymbol{K}_i\, d\boldsymbol{u}_i = \boldsymbol{R}_{i-1}\) pada lelaran \(i\))
\(i_g\) Nombor nod global (\(1 \leq i_g \leq n_g\))
\(\mathrm{gdx}(e, \alpha)\) Nombor nod global yang sepadan dengan nombor nod setempat \(\alpha\) bagi unsur \(e\): \(\mathrm{gdx}(e, \alpha) = i_g\)
\(\mathcal{E}(i_g)\) Set pasangan \((e, \alpha)\) yang sepadan dengan nombor nod global \(i_g\): \(\mathcal{E}(i_g) = \{ (e, \alpha) \mid \mathrm{gdx}(e, \alpha) = i_g \}\). Digunakan dalam operasi pemasangan
\(\mathcal{E}^2(i_g, i_h)\) Set tupel \((e, \alpha, \beta)\) yang sepadan dengan pasangan nombor nod global \((i_g, i_h)\); digunakan untuk pemasangan matriks kekakuan
\(\alpha, \beta, \gamma, \ldots\) Indeks bagi nod yang membentuk unsur
\(i, j, k, l, \ldots\) Indeks bagi darjah kebebasan (\(1, 2, 3\) dalam 3D)

Unsur Berprestasi Tinggi dan Unsur Struktur

Simbol Keterangan
\(\bar{\boldsymbol{B}}\) Matriks hubungan terikan-sesaran dengan bahagian isipadunya diubah suai melalui kaedah B-bar (komponen isipadu digantikan dengan matriks B yang dinilai di pusat unsur)
\(\bar{\boldsymbol{F}}\) Kecerunan ubah bentuk dengan bahagian isipadunya diubah suai melalui kaedah F-bar: \(\bar{\boldsymbol{F}} = (J_0/J)^{1/3} \boldsymbol{F}\)
\(J_0\) Nisbah isipadu kecerunan ubah bentuk yang dinilai di pusat unsur \(\boldsymbol{r}=\boldsymbol{0}\): \(J_0 = \det \boldsymbol{F}(\boldsymbol{0})\)
\(\boldsymbol{\alpha}\) Vektor darjah kebebasan dalaman bagi unsur mod tak serasi (pekali mod sesaran tambahan yang tidak mengenakan kesinambungan pada sempadan unsur)
\(M_k(\boldsymbol{r})\) Fungsi bentuk bagi mod tak serasi: \(M_1=1-\xi^2\), \(M_2=1-\eta^2\), \(M_3=1-\zeta^2\)
\(h\) Ketebalan unsur cangkerang
\(A\) Luas keratan rentas unsur rasuk
\(I\) Momen kedua luas bagi keratan rentas unsur rasuk
\(G\) Modulus ricih: \(G = E/[2(1+\nu)]\)

Topik Berkaitan

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status