
【化】 limit analysis method
limit; terminal; the maximum; utmost
【化】 limit(ing) point
【醫】 analytical method
極限分析法(Limit Analysis Method)是一種用于評估結構或材料在極端載荷下失效臨界狀态的工程數學方法。其核心是通過确定結構的極限承載能力,建立安全設計邊界。從漢英詞典角度解析,該術語對應"極限"(limit)指代系統承受的邊界值,"分析"(analysis)強調對力學行為的量化研究。
該方法基于以下兩個核心原理:
在工程實踐中,極限分析法主要應用于:
該方法的數學表達可簡化為: $$ F_{ult} = min left( int_V sigmay dV, frac{W{ext}}{dot{epsilon}_p} right) $$ 其中$sigmay$為屈服應力,$W{ext}$代表外力功,$dot{epsilon}_p$是塑性應變率(來源:Springer《計算力學導論》)。
極限分析法是一種通過研究結構或材料在達到極限狀态(如破壞、失穩、塑性流動等)時的力學行為,來評估其安全性和承載能力的方法。它常用于工程學、材料科學等領域,核心思想是确定結構在失效前的最大荷載或最小強度儲備。
極限狀态假設
假設結構在某一臨界狀态下(如完全塑性變形、形成機構等)失去承載能力,此時外力與内力達到平衡。例如,梁的極限彎矩分析需假設所有截面進入塑性狀态。
能量守恒與虛功原理
通過虛功方程計算外力在虛位移上做的功與内部塑性耗散能相等,從而求解極限荷載。公式可表示為:
$$
sum P_i cdot delta_i = sum M_p cdot theta_j
$$
其中,(P_i)為外力,(delta_i)為虛位移,(M_p)為塑性彎矩,(theta_j)為塑性鉸轉角。
分析簡支梁的極限彎矩時,假設兩端和跨中形成塑性鉸,此時極限荷載 (P_u = frac{4M_p}{L})((M_p)為塑性彎矩,(L)為跨度)。
如果需要更具體的案例或公式推導,可進一步說明應用場景。
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