scienza_costruzioni:teorema_di_reciprocita
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scienza_costruzioni:teorema_di_reciprocita [2021/06/13 13:08] |
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Linea 1: | Linea 1: | ||
- | ====== Teorema di reciprocità ====== | ||
- | ===== Teorema di reciprocità ===== | ||
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- | Dati due diverse deformazioni di un corpo **elastico** relative a due divesi sistemi di forze, il lavoro virtuale che le forze del primo sistema compiono rispetto agli spostamenti dei rispettivi punti di applicazione nel secondo sistema, è uguale al lavoro virtuale delle forze del secondo sistema rispetto agli spostamenti nel primo. | ||
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- | Per dimostrare il suddetto teorema, consideriamoi die sistemi $(a)$ e $(b)$. Applichiamo al nostro solido elastico il sistema $(a)$ e quindi il sistema $(b)$. Il lavoro di deformazione elastica sarà dato da | ||
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- | $$ L_{tot} = L^{(a)} + L^{(b)} + L^{(a)+(b)}$$ | ||
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- | Supponendo invece di applicare prima il sistema $(b)$ e poi il sistema $(a)$ | ||
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- | $$ L_{tot} = L^{(a)} + L^{(b)} + L^{(b)+(a)}$$ | ||
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- | // | ||
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- | $$ L^{(a)+(b)} = L^{(b)+(a)}$$ | ||
- | |||
- | D' | ||
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- | $$ L^{(a)+(b)} = \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(a)} \cdot \boldsymbol\epsilon^{(b)}_{el} \, \mathrm{d}V$$ | ||
- | |||
- | $$ L^{(b)+(a)} = \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(b)} \cdot \boldsymbol\epsilon^{(a)}_{el} \, \mathrm{d}V$$ | ||
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- | Applichiamo il principio dei lavori virtuali ai due sistemi assumendo il sistema $(a)$ come sistema staticamente ammissibile ed il sistema $(b)$ come cinematicamente ammissibile. Abbiamo | ||
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- | $$ \sum \limits_i F^{(a)}_i \, \eta^{(b)}_i + \sum \limits_i R^{(a)}_i \, \gamma^{(b)}_i = \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(a)} \cdot \boldsymbol\epsilon^{(b)}_{tot} \, \mathrm{d}V$$ | ||
- | |||
- | in cui: | ||
- | * $F^{(a)}_i$ sono le forze esterne del sistema a | ||
- | * $\eta^{(b)}_i$ sono gli spostamenti nel sistema b dei punti di applicazione delle forze $F^{(a)}_i$ del sistema a | ||
- | * $R^{(a)}_i$ sono le reazioni vincolari del sistema a | ||
- | * $\gamma^{(b)}_i$ sono i cedimenti vincolari del sistema b | ||
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- | Invertendo i due sistemi abbiamo invece | ||
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- | $$ \sum \limits_i F^{(b)}_i \, \eta^{(a)}_i + + \sum \limits_i R^{(b)}_i \, \gamma^{(a)}_i = \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(b)} \cdot \boldsymbol\epsilon^{(a)}_{tot} \, \mathrm{d}V$$ | ||
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- | con ovvio significato di simboli. | ||
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- | Ricordandoci che le deformazioni totali sono pari alla somma delle deformazioni elastiche e impresse | ||
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- | $$ \boldsymbol\epsilon_{tot} = \boldsymbol\epsilon_{el} + \bar{\boldsymbol\epsilon} $$ | ||
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- | le due equazioni ottenute applicando il principio dei lavori virtuali possono essere scritte nella forma | ||
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- | $$ \sum \limits_i F^{(a)}_i \, \eta^{(b)}_i + \sum \limits_i R^{(a)}_i \, \gamma^{(b)}_i = \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(a)} \cdot \boldsymbol\epsilon^{(b)}_{el} \, \mathrm{d}V + \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(a)} \cdot \bar{\boldsymbol\epsilon}^{(b)} \, \mathrm{d}V$$ | ||
- | |||
- | $$ \sum \limits_i F^{(b)}_i \, \eta^{(a)}_i + \sum \limits_i R^{(b)}_i \, \gamma^{(a)}_i = \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(b)} \cdot \boldsymbol\epsilon^{(a)}_{el} \, \mathrm{d}V + \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(b)} \cdot \bar{\boldsymbol\epsilon}^{(a)} \, \mathrm{d}V$$ | ||
- | |||
- | Applicando le considerazioni viste poco sopra arriviamo a scrivere | ||
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- | $$ \sum \limits_i F^{(a)}_i \, \eta^{(b)}_i + \sum \limits_i R^{(a)}_i \, \gamma^{(b)}_i - \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(a)} \cdot \bar{\boldsymbol\epsilon}^{(b)} \, \mathrm{d}V = | ||
- | \sum \limits_i F^{(b)}_i \, \eta^{(a)}_i + \sum \limits_i R^{(b)}_i \, \gamma^{(a)}_i - \iiint \limits_{V} \boldsymbol\sigma^{(b)} \cdot \bar{\boldsymbol\epsilon}^{(a)} \, \mathrm{d}V$$ | ||
- | |||
- | che è la formulazione generalizzata del teorema di reciprocità. |
scienza_costruzioni/teorema_di_reciprocita.txt · Ultima modifica: 2021/06/13 13:08 (modifica esterna)