在两尺寸的渐近方法中,有效的弹性张量可以表示
(1)
C
0.
=
σ.
P.
=
1
N
F
P.
C
P.
+
K.
那
σ.
P.
=
1
N
F
P.
=
1
那在哪里
C
0.是有效的弹性张量,
F
P.是的体积断裂
P.组成部分,
C
P.是的弹性张量
P.组成部分,
N是异质材料的不同部件的总数,和
K.是一个纠正的张量或“校正器”。从(
1)确定有效弹性张量的主要困难在于找到校正器。
备注1。
有趣的是,要注意的是(
1)通过为校正器选择不同的表达来涵盖几乎所有现有的均匀化方法。
因此,如果
K.
=
0.获得了众所周知的voigt的均质化。
服用
(2)
K.
=
σ.
P.
=
1
N
-
F
P.
C
P.
+
F
P.
C
P.
-
1
-
1
并假设任何一个
P.张量
C
P.是不可逆性的
F
P.
C
P.
-
1,弹性张量的Reuss均匀化出来。假设
C
P.是可逆的任何
P.对带孔的媒体无效;在这种情况下,Reuss均质化产生均质弹性张量的错误值。
最初的均匀弹性各向异性介质被考虑。平衡方程可以写成以下形式:
(3)
一种
(
∂
X
)
你
=
-
迪
V.
X
C
0.
·
·
∇
X
你
=
0.
那在哪里
你是一个位移场。假设弹性的张量满足积极明确的条件,这通常用于非均匀介质的机械问题。
应用傅里叶变换
(4)
F
∧
(
ξ
)
=
∫
F
(
X
)
exp.
(
2
π
一世
X
·
ξ
)
D.
X
那
ξ
∈
R.
3.
那到 (
3.)使操作员的以下符号
一种:
(5)
一种
∧
ξ
=
2
π
2
ξ
·
C
0.
·
ξ
。
从根本上解决的定义
E.的 (
3.)可以写入相应符号的以下公式:
(6)
E.
∧
ξ
=
一种
∧
ξ
-
1
。公式 (
6.)显示符号
E.
∧也是强烈的椭圆形,呈正均匀的程度-2相对于
ξ和分析处处
R.
3.
∖
0.。
备注2。
表达式的傅立叶逆(
6.)在[中,讨论了基本解决方案的构建程序
19.-
21.]。
3.定期基本解决方案
考虑由位于节点的周期性分布的力奇点加载的均匀各向异性介质
m空间格子
λ., 数字
3.。
定期格子。
让
一种
一世
(
一世
=
1,2
那
3.
)是格子的主周期的线性独立的向量,使得每个节点可以通过以下形式来表示:
(7)
m
=
σ.
一世
m
一世
一种
一世
那在哪里
m
一世
∈
Z.是节点的整数值坐标
m基于
(
一种
一世
)。伴随基础
(
一种
一世
*
)以这样的方式介绍
一种
一世
*
·
m
=
m
一世。对应于伴随基础晶格是由表示
λ.
*。
现在,对应于奇点周期性增量功能设置在所述晶格的结点
λ.有以下形式:
(8)
δ.
P.
(
X
)
=
V.
问:
-
1
σ.
m
*
∈
λ.
*
exp.
(
-
2
π
一世
X
·
m
*
)
那在哪里
V.
问:是基本区的体积(细胞)
问:。公式 (
8.)唯一定义周期性的Δ功能。
周期性根本上解决了换人
E.
P.在 (
3.)应该生产
(9)
一种
(
∂
X
)
E.
P.
(
X
)
=
δ.
P.
(
X
)
一世
那在哪里
一世是身份矩阵。寻找
E.
P.也以谐波系列的形式,并考虑到代理(
8.),可以获得
(10)
E.
P.
(
X
)
=
V.
问:
-
1
σ.
m
*
∈
λ.
0.
*
E.
∧
(
m
*
)
exp.
(
-
2
π
一世
X
·
m
*
)
那在哪里
λ.
0.
*没有零节点的伴随格子。应该指出的是,公式(
10.)定义周期性的基本解决方案,直到添加剂(姿态)常数。
引理3(参见[ 14 XREF>])。
右侧的系列(
10.)是收敛的
L.
1-topology,定义班级的基本解决方案
L.
1
¯
(
问:
那
R.
3.
⊗
R.
3.
), 在哪里
L.
1
¯是一类可积在
问:使用零平均值的函数。
二尺度渐近分析被应用于这样的介质产生以下表达式校正[
14.]:
(11)
K.
=
-
V.
问:
-
1
∫
∂
ω.
C
·
·
ν
y
⊗
H
y
D.
y
那在哪里
y是“快”变量
H是三阶张力字段,是以下边界值问题的解决方案:
(12)
一种
(
∂
y
)
H
(
y
)
=
0.
那
y
∈
问:
∖
ω.
那
T.
(
ν
y
那
∂
y
)
H
(
y
)
∂
ω.
=
-
ν
y
·
C
。在 (
11.) 和 (
12.)
ν
y表示对边界正常的外部单元的字段
∂
ω.和弹性张量
C是由的
(13)
C
=
C
2
-
C
1
那在哪里
C
2被称为矩阵材料和
C
1夹杂物。张量的强椭圆
C还假定。应当指出的是,在(
13.)张量
C
1可以在空隙的情况下消失。
引理4(参见[ 14 XREF>])。
在上述假设下,边值问题(
12.)接纳独特的解决方案。
边界值问题的解(
12.)由边界积分方程方法构造,给出所需解决方案的以下表示[
14.]:
(14)
1
2
一世
+
S.
H
(
y
'
)
=
H
C
y
'
∈
∂
ω.
那在哪里
H
C是一个恒定的张量和
S.是从双层电势的表面上的限制而得到的奇异积分算
∂
ω.。一些运营商的相关属性
S.中讨论[
15.]。
换人(
10.)对于操作员S表达式的周期性基本解决方案允许获得校正器的较低(在能量);那是,
(15)
K.
L.
=
-
8.
π
2
V.
问:
-
2
σ.
m
*
∈
λ.
0.
*
χ
∧
ω.
2
C
·
·
m
*
⊗
E.
∧
(
m
*
)
⊗
m
*
·
·
C
那在哪里
χ
∧
ω.是该地区特征功能的傅里叶图像
ω.。可以类似地获得用于上界的表达式[
14.那
15.]。