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通俗说明有限元计算原理 [复制链接]

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只看该作者 12楼 发表于: 2021-11-24
通常的函数在 R或C(n是自然数)中的集合上定义。泛函数常在函数空间甚至抽象空间中的集合上定义,对集合中每个元素取对应值(实数或复数)。通俗地说,泛函数是以函数作为变元的函数。泛函数概念的产生与变分学问题的研究发展有密切关系。
传统上,泛函通常是指一种定义域为函数,而值域为实数的“函数”。换句话说,就是从函数组成的一个向量空间到实数的一个映射。也就是说它的输入为函数,而输出为实数。泛函的应用可以追溯到变分法,那里通常需要寻找一个函数用来最小化某个特定泛函。在物理学上,寻找某个能量泛函的最小系统状态是泛函的一个重要应用。
泛函数:也称泛函,以函数为输入,输出可以是一个值也可以是一个函数(方法的参数是函数)


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只看该作者 13楼 发表于: 2021-11-24
势能(potential energy)是储存于一个系统内的能量,也可以释放或者转化为其他形式的能量。势能是状态量,又称作位能。势能不是属于单独物体所具有的,而是相互作用的物体所共有。
势能按作用性质的不同,可分为引力势能、弹性势能、电势能和核势能等。力学中势能有引力势能(gravitational potential energy)和弹力势能(elastic potential energy)
势能物体由于具有做功的趋势而具有的能叫势能。它是储存于一个系统内的能量,也可以释放或者转化为其他形式的能量,如动能。由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能叫势能,又称作位能,势能是状态量,亦称“位能”。由相互作用的物体之间的相对位置,或由物体内部各部分之间的相对位置所确定的能叫做“势能”。按作用性质的不同,可以分为引力势能、弹性势能、电势能和核势能等。力学中势能有引力势能、重力势能和弹力势能。势能不是属于单独物体所具有的,而是相互作用的物体所共有。

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只看该作者 14楼 发表于: 2021-11-24
最小势能原理属物理学范畴,是指当一个体系的势能最小时,系统会处于稳定平衡状态。举个例子来说,一个小球在曲面上运动,当到达曲面的最低点位置时,系统就会趋向于稳定平衡的一个原理。


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只看该作者 15楼 发表于: 2021-11-24
最小势能原理中总势能表达式的理解
分析静力学的重要原理,又称虚位移原理引,是J.-L.拉格朗日于1764年建立的。其内容为:一个原为静止的质点系,如果约束是理想双面定常约束,则系统继续保持静止的条件是所有作用于该系统的主动力对作用点的虚位移所作的功的和为零。
虚功原理

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只看该作者 16楼 发表于: 2021-11-24
包含两个或两个以上互相有联系的的质点组成的力学系统叫做质点系(或质点组)。
质点就是有质量但不存在体积或形状的点,是物理学的一个理想化模型。在物体的大小和形状不起作用,或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时,我们近似地把该物体看作是一个只具有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体,用来代替物体的有质量的点称为质点(mass point,particle)。
又称稳定约束。不随时间变化的一种约束。若完整约束的约束方程中不显含时间t ,称该完整约束是定常约束。

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只看该作者 17楼 发表于: 2021-11-24
虚位移的概念与分析方法
在分析力学里,给定的瞬时和位形上,虚位移是符合约束条件的无穷小位移。由于任何物理运动都需要经过时间的演进才会有实际的位移,所以称保持时间不变的位移为虚位移。
不受质点所受的其它力的影响,处于主动地位,称主动力。


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只看该作者 18楼 发表于: 2021-11-24
变分法与最小势能原理
功是标量,大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,公式为W=Fscosα。

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只看该作者 19楼 发表于: 2021-11-25
弹性力学最小余能原理是弹性力学的能量原理之一,最小余能原理实质上等价于弹性体的变形连续条件。它可作为弹性力学直接解法和有限元法计算的重要基础。
弹性力学的能量原理之一,它可表述为:整个弹性系统在真实状态下所具有的余能(见应变能),恒小于与其他可能的应力相应的余能。
以应变和应力的形式贮存在物体中的势能,又称变形能。应变能


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只看该作者 20楼 发表于: 2021-11-25
所谓场变量,就是一个环境变量,它建立了一个与材料参数之间的中介,虽然不能直接指定材料参数在不同的分析步具有不同的值,但是通过场变量,间接的达到了目的。
场(field)在数学上是指一个向量到另一个向量或数的映射。
物理学术语,指某种空间区域,其中具有一定性质的物体能对与之不相接触的类似物体施加一种力。例如,一个有质量的物体由于引力场的作用能对所有其他有质量的物体产生引力。同样,一个带电物体对其他带电物体施加一种力(吸引力或排斥力,取决于电性)。磁体周围有磁场。场通常用力线来表示,说明力作用于某一点的方向。力线密集的程度代表力的强度,从而表示该区域场的大小。 [1]  物理学家认为动量应该存在于场之中。如此的认定让物理学家们相信电磁场是真实的存在,使得场的概念成为整个现代物理学的范式。

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只看该作者 21楼 发表于: 2021-12-28
无网格伽辽金法及其在动力学问题中的应用
伽辽金法 (Galerkin method)介绍

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只看该作者 22楼 发表于: 2021-12-28
伽辽金方法(Galerkin method)是由俄罗斯数学家鲍里斯·格里戈里耶维奇·伽辽金(俄文:Борис Григорьевич Галёркин)发明的一种数值分析方法。伽辽金法采用微分方程对应的弱形式,其原理为通过选取有限多项式函数(又称基函数或形函数),将它们叠加,再要求结果在求解域内及边界上的加权积分(权函数为试函数本身)满足原方程,便可以得到一组易于求解的线性代数方程,且自然边界条件能够自动满足。

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只看该作者 23楼 发表于: 2021-12-28
有限元分析简介及伽辽金法

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