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压缩下细长物体的稳定性和冯·卡尔曼理论的有效性。 (英语) Zbl 1200.74060号

在文章中[G.弗里塞克R.D.詹姆斯,建筑。定额。机械。分析。180,第2期,183–236页(2006年;Zbl 1100.74039号)]研究表明,如果能量允许厚度等体积标度达到四次方,则von Kármán(vK)泛函(其Euler-Lagrange方程为vK方程)作为非线性三维弹性的伽玛极限出现。本文不详细讨论边界条件,以保持简单的说明,只考虑了法向荷载。然而,要理解vK方程在多大程度上能够捕捉到屈曲等不稳定现象,关键是要包括边界条件和面内载荷;这是在这里完成的。
第一个主要结果是以下稳定性备选方案:在Kirchhoff(“非线性不稳定性”)首次提出的板的非线性弯曲理论中,载荷足以引起非平凡变形(一阶),或者载荷导致基尔霍夫理论的几何线性版本中的不稳定性(“非线性不稳定性”),或者适用vK理论(变形在平面上为(h^2)级,在平面外为(h)级)。
不同的状态与作为厚度函数的单位体积能量(e^h)的不同标度有关:非线性不稳定性对应于(e^h\sim-h^2),线性不稳定对应于(h^4\ll e^h\ll h^2)。
第二个结果表明,线性和非线性稳定性的破坏发生在相同的临界载荷下,至少当物体被夹紧的区域连接时。
第三个结果表明,线性化稳定性与vK能量极小值的存在密切相关。对于齐次边界条件(即零平面外位移),当且仅当载荷超过线性化稳定性的临界载荷时,vK能量的下确界为。研究还表明,vK函数很好地捕捉到了三维最小化器的渐近行为,直到达到临界载荷。该临界载荷可由三个等效条件表征:线性不稳定性、非线性不稳定性和inf(J^{\text{vK}}=-\infty)。

MSC公司:

74G60型 分叉和屈曲
74K20型 盘子
74年第35季度 PDE与可变形固体力学
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