
【計】 shell theory
【計】 body case
【化】 body; case; shell
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【醫】 rationale; theory
殼體理論(Shell Theory)是固體力學的重要分支,研究具有曲面幾何特征的薄壁結構在載荷作用下的力學行為。其英文對應術語為"Shell Theory",核心研究對象為厚度遠小于其他維度的殼體結構(如穹頂、壓力容器、航天器外殼等)。
殼體理論基于彈性力學原理,采用張量分析描述曲面坐标系的應力-應變關系。其控制方程包含殼體平衡方程(Equilibrium Equations)、本構關系(Constitutive Relations)和幾何協調方程(Compatibility Equations)。代表性公式如殼體彎曲微分方程: $$
abla w = frac{q}{D} $$ 其中$w$為法向位移,$q$為分布載荷,$D$為抗彎剛度。
該理論廣泛應用于:
中文術語 | 英文對應 |
---|---|
殼體厚度 | Shell Thickness |
曲率張量 | Curvature Tensor |
薄膜應力 | Membrane Stress |
邊界效應 | Boundary Layer Effect |
權威參考文獻:
殼體理論是研究殼體結構力學性能的學科,屬于彈性力學和應用力學的分支,主要分析殼體在外力作用下的變形、内力分布及穩定性。以下是關鍵要點:
基本結構
殼體由内、外兩個曲面圍成,兩曲面之間的中面法線長度稱為厚度。根據厚度與中面曲率半徑的比值($delta/R$)分為:
理論假設
殼體理論在彈性力學基礎上引入以下假設:
力學特性
殼體通過中面應力而非彎曲應力承載荷載,材料利用率高,強度重量比優異。例如,薄殼結構在相同荷載下比平闆更輕、更堅固。
應用領域
廣泛應用于水利工程(如拱壩)、航空航天(飛機機身)、建築(穹頂)、船舶等領域。
殼體理論起源于19世紀末的基爾霍夫-樂甫假設,20世紀後因工程需求快速發展。現代研究結合數值計算與解析方法(如複變量法、位移場法),提升了精度與適用性。
如需進一步了解具體工程案例或公式推導,可查閱彈性力學教材或專業文獻。
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