Chapter Six
حرکت و تغییر شکل :
مطابق با آنچه تا به حال
گفته شد، متخصات ذرات در Ref .Conf را با باب دوران t=0 نمایش می دهیم . در زمان بعد از ثانیه مختصات ذر تبدیل به
خواهد شد . در اینصورت معادلات
حرکت جسم را آشکار خواهند نمود . باب حرکت بردبار جسم
بدون اینکه شکل آن تغییر کند، موقعیت ثانیه تغییر می کند و فاصله بین ذرات در همین حرکت
بدون تغییر خواهند ماند و همینطور زاویه بین تمام دو خط باب جسم در حین حرکت ثابت
باقی می ماند .
ساده ترین سنخ حرکت جابجایی با Translation است . باب این حرکت قید ذرات جسم به یک اندازه تغییر مکان خواهند داد . باب نتیجه معادلات حرکت را می توان به چهره زیر نوشت :
که بردار c آزاد از موقعیت ذرات بوده و عزب تابع دوران است .
دور : Rotation
حرکتی را در نظر بگیرید که بدن B در خلاف
جهت حرکت عقربه های ساعت
باندازه زاویه
حول محور 3 چرخیده است
زاویه ممکن است
بستگی به
زمان داشته باشد، در این حال ذره ای
که آغاز در نقطه قرار داشت در نقطه P رسم
خواهد گرفت . روابط هندسی ابتدایی حکم می کنند که داشته باشیم :
و یا در Rotation تنسوری، داریم که :
(6.4) x=Q.X
که بردارهای پایه بوده و تنسور Q بصورت زیر است :
چون Q ماتریس اوقات است، لذا Orthagonal می باشد و داریم :
اسم یک دور کلی تر را در نظر می گیریم که جسم B حول آسه OQ که از مبدأ ویژگیها می گذرد و
باندازه
چرخیده است را بررسی می کنیم .
فرض کنید موقعیت ذره ای
از جسم B در
نقطه Pο بوسیله بردار X آشکار شده باشد، حال ذر از Pο حرکت کرده و موقعیت آن نشانه P خواهد شد که آنرا حرف X
نمایش می دهیم . X
برداریکه روی محوری است که چرخش حول ثانیه اجرا می شود و صفحه ای که حرکت ذره در آن
اجرا می شود و مناطق P,Pο در آن قرار دارند آسه OQ را در نشانه N
قطع نموده و حرف آن عمود است . در اینصورت و
حامل موقعیت N نسبت به سمت O،
بردار C.n می
باشد یعنی
و برحسب شکل داریم :
(6.7) C=n.X=n.X
بردارهای موقعیت Pο,P نسبت به N را با Y و Yο نمایش می دهیم در نتیجه :
با استفاده از شکل داریم که :
به سمت آغاز H.W اثبات شود .
با استعمال از روابط ( (6.7 و (6.8) داریم که :
ارتباط فوق را می توان به شکل زیر ساده تر نمود :
و فرم اندیسی آن به شکل زیر خواهد حیات :
چرخش جسم B توان آسه ثابت باندازه یک زاویه معلوم مانند این است که جسم را ثابت نگهداشته و سیستم ویژگیها را توان آن محور باب خلاف جانب چرخش دهیم در نتیجه چرخش خالص ایجاد تنسور را Orthagonal، Q را خواهد بروز که مؤلفه های ثانیه در رابطه 6.11) )داده شده اند و Transformation بصورت زیر می باشد :
کاملاً مشخص است که هر حرکت صلبی را می توان به دو حرکت، یکی جابجایی صلب و دیگری چرخش حول محوری که از مبدأ ویژگیها می گذرد، تجزیه نمود و یا اینکه حرکت صلب بند است از :
محیطهای تغییر شکل پذیر
تغییر طول یک المان خط :
در حرکت کلی یک جسم به هم موقعیت و جهت و بازهم شکل جسم تغییر می کند .
در تغییر شکل جسم، فواصل بین ذرات تغییر می کند .
در اینجا تغییر درازا یک المان خط را مورد بررسی رسم می دهند .
المان الفبا راست Pο Qο را در جسم B در
ref. c باب نظر می گیریم . بطوریکه
طول باشد و در جانب برداریکه
باشد باب نتیجه ار مختصات نقطه P°،
باشد ویژگیها نقطه Q° عبارت است از
که
مؤلفه های برداریکه A در سه جهت می باشد . ذراتی که روی خط Pο Qο رسم داشتند باب زمان ( t=0) بعد از تغییر شکل با یک منحنی فضایی در جا خواهند نمود که از
روابط (6.1) پیروی خواهند بروز . در
اینجا طول جهت المان خط بعد از تغییر شکل باید مشخص شود . ضروری کنید که ذراتی که
اول در نقاط و Q° قرار داشتند حرکت نموده و به نقاط Q,P می رسند و طول خط PQ برابر δL می باشد و باب جهت برداریکه
باشد . باب نتیجه اگر مختصات نقطه P عبارت از
آنگاه ویژگیها Q بند است از
حرف استعمال از
داریم که :
مختصات نقطه P =
و چون نشانه Q اول باب Q° قرار داشت داریم که :
با استفاده از اتساع تیلور
ارتباط فوق توان داریم که :
و حرف اغماض از تنشهای
درجات بالاتر خواهیم داشت :
و یا باب صورتیکه از رابطه
بالا وقتی کرانه بگیریم، خواهیم داشت :