Skip to content

Orodha ya Alama za Kiasi cha Kimwili

Ukurasa huu unaorodhesha alama za kiasi cha kimwili zinazotumiwa katika mwongozo wa nadharia wa FrontISTR. Kwa kanuni za nukuu (herufi nzito kwa vekta na tensor, kanuni ya Einstein ya contraction ya faharasa, na nukuu ya Voigt), rejelea Nukuu za tensor na misingi ya hisabati.


Usanidi na mfumo wa viwianishi

Alama Maelezo
\(\boldsymbol{X}\) Vekta ya nafasi ya nukta ya nyenzo katika usanidi wa marejeo (usanidi wa awali), yaani kiwianishi cha nyenzo
\(\boldsymbol{x}\) Vekta ya nafasi ya nukta ya nyenzo katika usanidi wa sasa, yaani kiwianishi cha nafasi
\(\phi(\boldsymbol{X}, t)\) Ramani ya mwendo: \(\boldsymbol{x} = \phi(\boldsymbol{X}, t)\)
\(\Omega_0\) Eneo linalokaliwa na mwili katika usanidi wa marejeo
\(\Omega\) Eneo linalokaliwa na mwili katika usanidi wa sasa
\(\Gamma_0\) Mpaka wa \(\Omega_0\)
\(\Gamma\) Mpaka wa \(\Omega\)
\(\Gamma_B, \Gamma_{0B}\) Mpaka wa kijiometri (uhamisho): mipaka katika usanidi wa sasa na marejeo ambako \(\boldsymbol{u} = \bar{\boldsymbol{u}}\) imewekwa
\(\Gamma_t, \Gamma_{0t}\) Mpaka wa kimitambo: mipaka katika usanidi wa sasa na marejeo ambako \(\boldsymbol{\sigma}\boldsymbol{n} = \bar{\boldsymbol{t}}\) (au \(\boldsymbol{P}\boldsymbol{N} = \bar{\boldsymbol{t}}\)) imewekwa
\(\boldsymbol{n}\) Vekta ya kawaida ya kitengo inayoelekea nje ya uso katika usanidi wa sasa
\(\boldsymbol{N}\) Vekta ya kawaida ya kitengo inayoelekea nje ya uso katika usanidi wa marejeo
\(t\) Wakati

Kanuni: Kiasi cha usanidi wa marejeo hupewa herufi kubwa au faharasa \(0\), na kiasi cha usanidi wa sasa hupewa herufi ndogo.


Wakati na nyongeza (uchanganuzi wa nyongeza)

Alama Maelezo
\(\Delta t\) Nyongeza ya wakati: \(\Delta t = t_{n+1} - t_n\)
\(^{t}(\cdot)\) Kiasi cha kimwili wakati \(t\) (faharasa ya juu inayotangulia). Mfano: \(^{t}\boldsymbol{\sigma}\) ni mkazo wa Cauchy wakati \(t\)
\(^{t}\Omega\) Eneo la usanidi wa sasa wakati \(t\)
\(^{t}\Gamma\) Mpaka wa usanidi wa sasa wakati \(t\)

Kanuni: Katika uchanganuzi wa nyongeza, hali hadi wakati \(t\) huchukuliwa kuwa inajulikana na hali ya wakati \(t + \Delta t\) hutafutwa kama isiyojulikana. Ikiwa hakuna haja ya kuonyesha wakati wazi, faharasa ya juu inayotangulia huachwa. Uundaji unaochagua usanidi wa marejeo \(\Omega_0\) kama usanidi wa marejeo huitwa mbinu ya Total Lagrange, na unaochagua usanidi wa sasa \(^{t}\Omega\) mwanzoni mwa nyongeza huitwa mbinu ya Updated Lagrange.


Uhamisho, kasi, uharakishaji na nguvu ya mwili

Alama Maelezo
\(\boldsymbol{u}\) Vekta ya uhamisho: \(\boldsymbol{u} = \boldsymbol{x} - \boldsymbol{X}\)
\(\bar{\boldsymbol{u}}\) Uhamisho uliowekwa kwenye mpaka wa kijiometri \(\Gamma_B\)
\(\delta \boldsymbol{u}\) Uhamisho pepe (funksi ya majaribio): \(\delta \boldsymbol{u} = \boldsymbol{0}\) kwenye \(\Gamma_B\)
\(\boldsymbol{v}\) Vekta ya kasi: \(\boldsymbol{v} = \dot{\boldsymbol{u}}\)
\(\boldsymbol{a}\) Vekta ya uharakishaji: \(\boldsymbol{a} = \dot{\boldsymbol{v}}\)
\(\boldsymbol{g}\) Nguvu ya mwili (kwa kila molekuli ya kitengo)
\(\boldsymbol{t}\) Vekta ya traction ya uso (kwa kila eneo la kitengo): \(\boldsymbol{t} = \boldsymbol{\sigma}\boldsymbol{n}\)
\(\bar{\boldsymbol{t}}\) Traction ya uso iliyowekwa kwenye mpaka wa kimitambo \(\Gamma_t\) (data ya Neumann)

Opereta za derivative

Alama Maelezo
\(\dot{(\cdot)}\) Derivative ya muda ya nyenzo (derivative ya muda inayofuata nukta ileile ya nyenzo): \(\dot{A} \equiv DA/Dt\)
\(\nabla_X\) Gradient ya usanidi wa marejeo (dhidi ya kiwianishi cha nyenzo \(\boldsymbol{X}\)): \(\nabla_X = \partial / \partial \boldsymbol{X}\)
\(\nabla_x\) Gradient ya usanidi wa sasa (dhidi ya kiwianishi cha nafasi \(\boldsymbol{x}\)): \(\nabla_x = \partial / \partial \boldsymbol{x}\)
\(\nabla_S\) Opereta ya gradient linganifu: \(\nabla_S \boldsymbol{u} = \tfrac{1}{2}(\nabla \boldsymbol{u} + (\nabla \boldsymbol{u})^T)\)

Dokezo: \(\nabla_X\) na \(\nabla_x\) zinahusishwa kwa \(\nabla_X = \boldsymbol{F}^T \nabla_x\). \(\nabla\) isiyo na faharasa hutumika wakati usanidi unaweza kutambuliwa kutokana na muktadha au wakati tofauti hiyo inapotea, kama katika uharibifu mdogo.


Tensor za uharibifu

Alama Maelezo
\(\boldsymbol{F}\) Tensor ya gradient ya uharibifu: \(F_{ij} = \partial x_i / \partial X_j\)
\(J\) Uwiano wa mabadiliko ya ujazo: \(J = dv/dV = \det \boldsymbol{F}\)
\(\boldsymbol{C}\) Tensor ya uharibifu ya Cauchy-Green ya kulia: \(\boldsymbol{C} = \boldsymbol{F}^T \boldsymbol{F}\)
\(\boldsymbol{b}\) Tensor ya uharibifu ya Cauchy-Green ya kushoto: \(\boldsymbol{b} = \boldsymbol{F}\boldsymbol{F}^T\)
\(\boldsymbol{L}\) Tensor ya gradient ya kasi: \(L_{ij} = \partial v_i / \partial x_j = \dot{F}_{ik}F^{-1}_{kj}\)
\(\boldsymbol{D}\) Tensor ya kiwango cha uharibifu (sehemu linganifu ya \(\boldsymbol{L}\)): \(\boldsymbol{D} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{L}+\boldsymbol{L}^T)\)
\(\boldsymbol{W}\) Tensor ya spin (sehemu isiyolingana ya \(\boldsymbol{L}\)): \(\boldsymbol{W} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{L}-\boldsymbol{L}^T)\)

Tensor za strain

Alama Maelezo
\(\boldsymbol{E}\) Tensor ya strain ya Green-Lagrange (usanidi wa marejeo): \(\boldsymbol{E} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{C}-\boldsymbol{I})\)
\(\boldsymbol{e}\) Tensor ya strain ya Almansi (usanidi wa sasa): \(\boldsymbol{e} = \tfrac{1}{2}(\boldsymbol{I}-\boldsymbol{b}^{-1})\)
\(\boldsymbol{A}_{(L)}\) Sehemu ya mstari ya tensor ya strain ya Almansi (gradient linganifu ya uhamisho katika usanidi wa sasa): \(\boldsymbol{A}_{(L)} = \tfrac{1}{2}(\nabla_x \boldsymbol{u} + (\nabla_x \boldsymbol{u})^T)\)
\(\boldsymbol{\varepsilon}\) Tensor ya strain ndogo (ukadiriaji wa mstari): \(\varepsilon_{ij} = \tfrac{1}{2}(\partial u_i/\partial x_j + \partial u_j/\partial x_i)\)

Dokezo: \(\boldsymbol{E}\) hutumiwa hasa katika mbinu ya Total Lagrange, na \(\boldsymbol{D}\) hasa katika mbinu ya Updated Lagrange.


Tensor za mkazo

Alama Maelezo
\(\boldsymbol{\sigma}\) Tensor ya mkazo wa Cauchy (mkazo halisi, usanidi wa sasa): \(d\boldsymbol{f} = \boldsymbol{\sigma}\boldsymbol{n}\,d\Gamma\)
\(\boldsymbol{P}\) Tensor ya kwanza ya mkazo wa Piola-Kirchhoff (mkazo wa nominal): \(d\boldsymbol{f} = \boldsymbol{P}\boldsymbol{N}\,d\Gamma_0\)
\(\boldsymbol{S}\) Tensor ya pili ya mkazo wa Piola-Kirchhoff (usanidi wa marejeo, linganifu): \(\boldsymbol{F}^{-1}d\boldsymbol{f} = \boldsymbol{S}\boldsymbol{N}\,d\Gamma_0\)

Uhusiano wa ubadilishaji kati ya tensor za mkazo:

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

Kanuni: Mbinu ya Total Lagrange hutumia jozi \((\boldsymbol{S}, \boldsymbol{E})\), na mbinu ya Updated Lagrange hutumia jozi \((\boldsymbol{\sigma}, \boldsymbol{D})\).


Msongamano na molekuli

Alama Maelezo
\(\rho\) Msongamano wa molekuli katika usanidi wa sasa
\(\rho_0\) Msongamano wa molekuli katika usanidi wa marejeo

Sheria ya uhifadhi wa molekuli: \(\rho_0 = J\rho\).


Konstanti za nyenzo (unyumbufu wa mstari)

Alama Maelezo
\(E\) Moduli ya Young (moduli ya unyumbufu wa longitudinal)
\(\nu\) Uwiano wa Poisson
\(\lambda\) Konstanti ya kwanza ya Lamé: \(\lambda = E\nu / [(1+\nu)(1-2\nu)]\)
\(\mu\) Konstanti ya pili ya Lamé (moduli ya rigidity, moduli ya shear): \(\mu = E / [2(1+\nu)]\)
\(\boldsymbol{\mathsf{C}}\) Tensor ya unyumbufu (daraja la 4): \(\boldsymbol{S} = \boldsymbol{\mathsf{C}}:\boldsymbol{E}\), vipengele \(C_{ijkl}\)
\(D\)(au \(\hat{\tilde{C}}\) Matriki ya nyenzo (nukuu ya Voigt, \(6\times6\) katika pande tatu): \(\hat{\sigma} = D\,\hat{\varepsilon}\)

Vipengele vya tensor ya unyumbufu ya nyenzo isotropiki ya unyumbufu wa mstari:

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

Nyenzo hyperelastic

Alama Maelezo
\(W(\boldsymbol{C})\) Funksi ya potential ya unyumbufu (funksi ya msongamano wa nishati ya strain)
\(I_1, I_2, I_3\) Invariant kuu za tensor ya Cauchy-Green ya kulia \(\boldsymbol{C}\)
\(\tilde{I}_1, \tilde{I}_2, \tilde{I}_3\) Invariant zilizopunguzwa za \(\boldsymbol{C}\) (sehemu ya mabadiliko ya ujazo imetenganishwa)
\(C_1, C_2\) Konstanti za nyenzo za modeli ya Mooney-Rivlin
\(D\) Konstanti ya nyenzo inayohusiana na unyumbufu wa ujazo

Nyenzo elastoplastic

Alama Maelezo
\(\boldsymbol{D}^e\) Kipengele cha unyumbufu cha tensor ya kiwango cha uharibifu
\(\boldsymbol{D}^p\) Kipengele cha plastiki cha tensor ya kiwango cha uharibifu
\(F(\boldsymbol{\sigma}, \kappa)\) Funksi ya yield
\(\kappa\) Kigezo cha ndani kinachowakilisha hali ya plastiki (kigezo cha isotropic hardening)
\(\lambda^p\) Kizidishi cha plastiki (kizidishi cha kiwango cha strain ya plastiki): \(\lambda^p \geq 0\)
\(\Theta\) Potential ya plastiki (katika sheria ya mtiririko inayohusiana \(\Theta = F\))
\(\bar{\sigma}\) Mkazo sawia (kama mkazo wa von Mises)
\(\bar{\varepsilon}^p\) Strain ya plastiki sawia
\(H(\bar{\varepsilon}^p)\) Funksi ya isotropic hardening

Sharti la complementarity: \(\lambda^p F(\boldsymbol{\sigma}, \kappa) = 0\), \(\lambda^p \geq 0\), \(F \leq 0\).


Mbinu ya elementi finiti

Alama Maelezo
\(\Omega^h, \Omega_0^h\) Maeneo ya usanidi wa sasa na marejeo yaliyokadiriwa kwa mgawanyo wa elementi finiti: \(\Omega^h = \bigcup_e \Omega^e\)
\(\Omega^e, \Omega^e_0\) Maeneo ya elementi katika usanidi wa sasa na marejeo
\(\Gamma^e_t, \Gamma^e_{0t}\) Sehemu ya mpaka wa elementi inayohusishwa na mpaka wa kimitambo
\(\boldsymbol{r}\) Kiwianishi cha asili (kiwianishi cha ndani cha elementi)
\(\boldsymbol{r}_\alpha\) Nukta ya kiwianishi cha asili inayolingana na nodi \(\alpha\)
\(N_\alpha^e(\boldsymbol{r})\) Funksi ya umbo inayolingana na nodi \(\alpha\) ya elementi \(e\)
\(n_e\) Idadi ya nodi zinazounda elementi
\(n_g\) Jumla ya idadi ya nodi
\(\boldsymbol{X}^e_\alpha, \boldsymbol{u}^e_\alpha\) Kiwianishi na uhamisho wa nodi \(\alpha\) ya elementi
\(\boldsymbol{X}^e, \boldsymbol{u}^e\) Vekta za viwianishi na uhamisho wa nodi za elementi: \(\boldsymbol{X}^e = (\boldsymbol{X}^{eT}_1, \ldots, \boldsymbol{X}^{eT}_{n_e})^T\), n.k.
\(\boldsymbol{X}^n, \boldsymbol{u}^n\) Vekta za viwianishi na uhamisho wa nodi za jumla (zimepangwa kwa nambari ya nodi, kisha kiwango cha uhuru)
\(\boldsymbol{B}\) Matriki ya uhusiano wa strain na uhamisho (matriki B)
\(\boldsymbol{N}_\alpha, \boldsymbol{N}\) Matriki ya funksi za umbo: \(\boldsymbol{N}_\alpha\) ni bloku ya \(d \times d\) yenye funksi ya umbo \(N_\alpha^e\) ya nodi \(\alpha\) kwenye diagonal, na \(\boldsymbol{N} = [\boldsymbol{N}_1, \ldots, \boldsymbol{N}_{n_e}]\). \(\delta\boldsymbol{u} = \boldsymbol{N}\, \delta\boldsymbol{u}^e\)
\(\boldsymbol{K}^e\) Matriki ya ugumu wa elementi
\(\boldsymbol{K}^e_X, \boldsymbol{K}^e_x\) Integrand za matriki ya ugumu wa elementi (zilizoandikwa katika usanidi wa marejeo na wa sasa): \(\boldsymbol{K}^e = \int_{\Omega^e_0} \boldsymbol{K}^e_X\, dV = \int_{\Omega^e} \boldsymbol{K}^e_x\, dv\)
\(\boldsymbol{Q}^e\)(mbinu ya TL),\(\boldsymbol{q}^e\)(mbinu ya UL) Vekta ya nguvu za ndani za elementi
\(\boldsymbol{F}^e_\alpha, \boldsymbol{F}^e\) Nguvu ya nje ya nodi inayotenda kwenye nodi \(\alpha\) ya elementi, na vekta ya nguvu za nje za nodi za elementi: \(\boldsymbol{F}^e = (\boldsymbol{F}^{eT}_1, \ldots, \boldsymbol{F}^{eT}_{n_e})^T\)
\(\boldsymbol{Q}, \boldsymbol{F}\) Vekta za nguvu za ndani na za nje za jumla: \(\boldsymbol{Q} = (\boldsymbol{Q}^T_1, \ldots, \boldsymbol{Q}^T_{n_g})^T\); vivyo hivyo kwa \(\boldsymbol{F}\)
\(\boldsymbol{Q}_{i_g}, \boldsymbol{F}_{i_g}\) Nguvu za ndani na nje za nodi kwenye nodi ya jumla \(i_g\) (bloku za nodi za \(\boldsymbol{Q}, \boldsymbol{F}\))
\(\boldsymbol{K}\) Matriki ya ugumu wa tangent ya jumla: \(\boldsymbol{K} = \partial \boldsymbol{Q}/\partial \boldsymbol{u}\). Matriki inayopanga bloku ya \(3\times 3\) \(\boldsymbol{K}_{i_gi_h}\) kwenye safu \(i_g\), nguzo \(i_h\)
\(\boldsymbol{R}_i\) Vekta ya residual katika urudiaji wa Newton-Raphson: \(\boldsymbol{R}_i = \boldsymbol{F} - \boldsymbol{Q}(\boldsymbol{u}_n + \Delta\boldsymbol{u})\)
\(d\boldsymbol{u}_i\) Marekebisho katika urudiaji wa Newton-Raphson (hupatikana kwa kutatua mlinganyo wa mstari \(\boldsymbol{K}_i\, d\boldsymbol{u}_i = \boldsymbol{R}_{i-1}\) katika urudiaji wa \(i\))
\(i_g\) Nambari ya nodi ya jumla (\(1 \leq i_g \leq n_g\))
\(\mathrm{gdx}(e, \alpha)\) Nambari ya nodi ya jumla inayolingana na nambari ya nodi ya ndani \(\alpha\) ya elementi \(e\): \(\mathrm{gdx}(e, \alpha) = i_g\)
\(\mathcal{E}(i_g)\) Seti ya jozi \((e, \alpha)\) zinazolingana na nambari ya nodi ya jumla \(i_g\): \(\mathcal{E}(i_g) = \{ (e, \alpha) \mid \mathrm{gdx}(e, \alpha) = i_g \}\). Hutumiwa katika shughuli za assembly
\(\mathcal{E}^2(i_g, i_h)\) Seti ya tuple \((e, \alpha, \beta)\) zinazolingana na jozi ya nambari za nodi za jumla \((i_g, i_h)\); hutumiwa katika assembly ya matriki ya ugumu
\(\alpha, \beta, \gamma, \ldots\) Faharasa za nodi zinazounda elementi
\(i, j, k, l, \ldots\) Faharasa za viwango vya uhuru (\(1, 2, 3\) katika 3D)

Elementi za hali ya juu na elementi za miundo

Alama Maelezo
\(\bar{\boldsymbol{B}}\) Matriki ya uhusiano wa strain na uhamisho yenye sehemu ya ujazo iliyorekebishwa kwa mbinu ya B-bar (kipengele cha ujazo hubadilishwa na matriki B iliyotathminiwa katikati ya elementi)
\(\bar{\boldsymbol{F}}\) Gradient ya uharibifu yenye sehemu ya ujazo iliyorekebishwa kwa mbinu ya F-bar: \(\bar{\boldsymbol{F}} = (J_0/J)^{1/3} \boldsymbol{F}\)
\(J_0\) Uwiano wa ujazo wa gradient ya uharibifu iliyotathminiwa katikati ya elementi \(\boldsymbol{r}=\boldsymbol{0}\): \(J_0 = \det \boldsymbol{F}(\boldsymbol{0})\)
\(\boldsymbol{\alpha}\) Vekta ya kiwango cha uhuru cha ndani ya elementi ya modi isiyolingana (migawo ya modi za ziada za uhamisho ambazo hazihakikishi mwendelezo kwenye mpaka wa elementi)
\(M_k(\boldsymbol{r})\) Funksi za umbo za modi zisizolingana: \(M_1=1-\xi^2\), \(M_2=1-\eta^2\), \(M_3=1-\zeta^2\)
\(h\) Unene wa elementi ya shell
\(A\) Eneo la sehemu ya msalaba ya elementi ya beam
\(I\) Moment ya pili ya eneo la sehemu ya msalaba ya elementi ya beam
\(G\) Moduli ya shear: \(G = E/[2(1+\nu)]\)

Mada zinazohusiana

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status