FÜGGELÉK - MATEMATIKAI ÖSSZEFOGLALÓ

Hasonló dokumentumok
FÜGGELÉK - MATEMATIKAI ÖSSZEFOGLALÓ

Mechanika. III. előadás március 11. Mechanika III. előadás március / 30

Kozák Imre Szeidl György FEJEZETEK A SZILÁRDSÁGTANBÓL

3. MÉRETEZÉS, ELLENŐRZÉS STATIKUS TERHELÉS ESETÉN

Szilárdságtan. Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

Dr. Égert János Dr. Nagy Zoltán ALKALMAZOTT RUGALMASSÁGTAN

GÉPÉSZMÉRNÖKI, INFORMATIKAI ÉS VILLAMOSMÉRNÖKI KAR

Kozák Imre Szeidl György FEJEZETEK A SZILÁRDSÁGTANBÓL

STATIKA A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak hallgatói részére (2003/2004 tavaszi félév)

Példatár megoldások. æ + ö ç è. ö ç è. ö ç è. æ ø. = ø

F.I.1. Vektorok és vektorműveletek

Héj / lemez hajlítási elméletek, felületi feszültségek / élerők és élnyomatékok

ANYAGJELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA ERŐ- ÉS NYÚLÁSMÉRÉSSEL. Oktatási segédlet

HÁZI FELADAT megoldási segédlet PONTSZERŐ TEST MOZGÁSA FORGÓ TÁRCSA HORNYÁBAN 2. Anyagi pont dinamikája neminerciarendszerben

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

EUKLIDESZI TÉR. Euklideszi tér, metrikus tér, normált tér, magasabb dimenziós terek vektorainak szöge, ezek következményei

A szilárdságtan 2D feladatainak az feladatok értelmezése

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje az erő, a nyomaték és erőrendszerek jellemzőit.

Dr. Égert János Dr. Molnár Zoltán Dr. Nagy Zoltán ALKALMAZOTT MECHANIKA

y x Komplex mennyiségek tulajdonságai, műveletei Komplex mennyiség komplex szám komplex vektor. a) Komplex mennyiség algebrai alakja: z x iy,

y x Komplex mennyiségek tulajdonságai, műveletei Komplex mennyiség komplex szám komplex vektor. a) Komplex mennyiség algebrai alakja:, z x iy x

15. Többváltozós függvények differenciálszámítása

Fizika A2E, 1. feladatsor

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje a rugalmasságtan 2D feladatainak elméleti alapjait.

3. Lokális approximáció elve, végeselem diszkretizáció egydimenziós feladatra

Projektív ábrázoló geometria, centrálaxonometria

σ = = (y', z' ) = EI (z') y'

MEREVSZÁRNYÚ REPÜLŐGÉPEK VEZÉRSÍK-RENDSZEREINEK KIALAKÍTÁSA 3 REPÜLŐKÉPESSÉG

A VÉGESELEM-MÓDSZER ALAPJAI

Az összetett hajlítás képleteiről

Máté: Számítógépes grafika alapjai

Algebrai egész kifejezések (polinomok)

12. AZ EULER-FÉLE SZABADNUTÁCIÓ, KÉNYSZERNUTÁCIÓ, PÓLUSVÁNDORLÁS

Műszaki Mechanika I. A legfontosabb statikai fogalmak a gépészmérnöki kar mérnök menedzser hallgatói részére (2008/2009 őszi félév)

2. Koordináta-transzformációk

Fizikai kémia 2. A newtoni fizika alapfeltevései. A newtoni fizika alapfeltevései E teljes. (=T) + E helyzeti.

A szilárdságtan alapkísérletei III. Tiszta hajlítás

Elektromágneses hullámok

Az F er A pontra számított nyomatéka: M A = r AP F, ahol

x = 1 egyenletnek megoldása. Komplex számok Komplex számok bevezetése

A feladatsorok összeállításánál felhasználtuk a Nemzeti Tankönyvkiadó RT. Gyakorló és érettségire felkészítő feladatgyűjtemény I III. példatárát.

1. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.) Matematikai összefoglaló

Robottechnika II. 1. Bevezetés, ismétlés. Ballagi Áron Automatizálási Tanszék

6. RUDAK ÖSSZETETT IGÉNYBEVÉTELEI

Bevezetés. Bevezetés. Bevezetés. Történeti áttekintés. Bevezetés

1. El szó. Kecskemét, február 23. K házi-kis Ambrus

Egzakt következtetés (poli-)fa Bayes-hálókban

(5) Mit értünk a szilárdságtanban a dinamikán? A szilárdságtanban a dinamika leírja a terhelés hatására a testben fellépő belső erőrendszert.

SZILÁRDSÁGTAN A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak egyetemi ágon tanuló hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév, szigorlat)

Acélszerkezetek méretezése Eurocode 3 szerint

Matematika OKTV I. kategória 2017/2018 második forduló szakgimnázium-szakközépiskola

A kémiai kötés eredete; viriál tétel 1

A fő - másodrendű nyomatékok meghatározása feltételes szélsőérték - feladatként

Lineáris egyenlet. Lineáris egyenletrendszer. algebrai egyenlet konstansok és első fokú ismeretlenek pl.: egyenes egyenlete

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje az anyagi pont mozgásának jellemzőit.

Dr. Égert János Dr. Molnár Zoltán Dr. Pere Balázs ALKALMAZOTT MECHANIKA

V É G E S E L E M M Ó D S Z E R M É R N Ö K I M E C H A N I K A I A L K A LM A Z Á S A I

2.2. A z-transzformált

l = 1 m c) Mekkora a megnyúlás, ha közben a rúd hőmérséklete ΔT = 30 C-kal megváltozik? (a lineáris hőtágulási együtható: α = 1, C -1 )

Határérték. Wettl Ferenc el adása alapján és Wettl Ferenc el adása alapján Határérték és

Maradó feszültség meghatározása

9. A RUGALMASSÁGTAN 2D FELADATAI

ANALITIKUS MÓDSZER RÉSZLEGESEN KAPCSOLT, RÉTEGEZETT KOMPOZIT RUDAK SZILÁRDSÁGTANI FELADATAINAK MEGOLDÁSÁRA

Atomfizika előadás Szeptember 29. 5vös 5km szeptember óra

Y 10. S x. 1. ábra. A rúd keresztmetszete.

1. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.) Matematikai összefoglaló

1. Lineáris transzformáció

Írja át a következő komplex számokat trigonometrikus alakba: 1+i, 2i, -1-i, -2, 3 Végezze el a műveletet: = 2. gyakorlat Sajátérték - sajátvektor 13 6

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje az erőrendszerek egyenértékűségének és egyensúlyának feltételeit.

Fizika A2E, 5. feladatsor

3. Szerkezeti elemek méretezése

Számítógépes grafika

8. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: dr. Nagy Zoltán egy. adjunktus; Bojtár Gergely egy. Ts.; Tarnai Gábor mérnöktanár.

{ } x x x y 1. MATEMATIKAI ÖSSZEFOGLALÓ. ( ) ( ) ( ) (a szorzás eredménye:vektor) 1.1. Vektorok közötti műveletek

Statika gyakorló teszt II.

Elemi függvények. Nevezetes függvények. 1. A hatványfüggvény

Kétváltozós függvények ábrázolása síkmetszetek képzése által

Terhelés: Minden erőt egy terhelési esetben veszünk figyelembe.

ÍVHÍDMODELL TEHERBÍRÁSA: KÍSÉRLETI, NUMERIKUS ÉS SZABVÁNYOS EREDMÉNYEK

ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI. minimum tételek szóbeli vizsgához. Powered by Beecy

6.2 A pólusmozgás A pólusingadozás. 6.8 ábra A pólusingadozás leírására használt koordináta-rendszer

Budapesti Műszaki Főiskola, Neumann János Informatikai Kar. Vektorok. Fodor János


alkalmazott hő-h szimuláci

Szabadsugár. A fenti feltételekkel a folyadék áramlását leíró mozgásegyenlet és a kontinuitási egyenlet az alábbi egyszerű alakú: (1) .

Feladatok Oktatási segédanyag

A szilárdságtan alapkísérletei I. Egyenes rúd húzása, zömök rúd nyomása

Mesterséges Intelligencia 1

TARTÓSZERKETETEK III.

10. OPTIMÁLÁSI LEHETŐSÉGEK A MŰVELET-ELEMEK TERVEZÉSEKOR

EGY KERESZTPOLARIZÁCIÓS JELENSÉG BEMUTATÁSA FIZIKAI HALLGATÓI LABORATÓRIUMBAN

Halmazok Egész számok

Mechanika. II. előadás március 4. Mechanika II. előadás március 4. 1 / 31

2. A SZILÁRDSÁGTAN ÉS A RUGALMASSÁGTAN ALAPJAI

A ferde hajlítás alapképleteiről

Oktatási Hivatal. A döntő feladatai. 1. Feladat Egy kifejezést a következő képlettel definiálunk: ahol [ 2008;2008]

Oktatási Hivatal. A döntő feladatainak megoldása. 1. Feladat Egy kifejezést a következő képlettel definiálunk: ahol [ 2008;2008]

5. modul: Szilárdságtani Állapotok lecke: A feszültségi állapot

Átírás:

FÜGGEÉK - MAEMAIKAI ÖSSZEFOGAÓ E a fejeet rövien össefoglalja aokat a matematikai ismereteket, ameleket a Végeselem analíis tantárg fel fog hasnálni A össefoglalás nem teljes résletességgel mutatja be a sükséges ismereteket, a alapfogalmak és a alapvető össefüggések felsorolásának tekinthető csak Elsősorban arra kívánja felhívni a figelmet, hog melek aok a témakörök, ameleket célserű a korábbi tanulmánokból átismételni F1 Mátrialgebra Mátri: Skaláris menniségeknek, sámoknak megaott sabál serint tábláatba reneett halmaa a a a 11 1 1n a1 a a n A ( m n) am 1 a m amn Et a tábláatot m n típusú (méretű) mátrinak neveük A mátriokat a követkeőkben kétser aláhúott betűvel jelöljük Mátriok össege: Aonos típusú (méretű) mátriok össegén olan mátriot értünk, amelnek elemei egenlők a eges mátriok megfelelő (aonos ineű, aonos helen álló) elemeinek össegével: A B C a a b b ( a b ) ( a b ) ( ) ( ) 11 1 11 1 11 11 1 1 a1 a b1 b a1 b1 a b () () () Mátriok sorata: A m p méretű A mátri és a p n méretű B mátri soratán at a m n méretű mátriot értjük, amelnek ij ineű elemét a A mátri i -eik sorának és a B mátri j - eik oslopának kombinációja 1 aja Ha a A mátri elemeit aij -vel és a B mátri elemeit b ij a alábbiak serint sámíthatók ki: Péla: ()-es mátriok sorata: A B C c 1 A a1 a an és b1 b bn sám n -esek kombinációján a a1b 1 ab anbn soratösseget értjük Főátló: ahol a mátriban a aonos ineű elemek állnak 140 p a b ij ik kj k 1 11 1 11 1 11 11 1 1 11 1 1 a1 a b1 b a1b11 ab1 a1b1 ab () () () -vel jelöljük, akkor a A B C mátri cij a a b b ( a b a b ) ( a b a b ) ( ) ( ) Péla: ()-es mátri és oslopmátri sorata: A b c a a b a b a b 11 1 1 11 1 1 a1 a b a1b 1ab () (1) (1) A mátriok sorása nem kommutatív művelet: A B B A Oslopmátri: olan mátri, amelnek csak eg oslopa van: b b b 1 elemei Mátri transponáltja: olan művelet, amel a mátri elemeit tükröi a főátlóra, vag felcseréli a sorokat és a oslopokat

a a a a A 11 1 11 1 A a1 a a1 a Sormátri: olan mátri, amelnek csak eg sora van: a a1 a A sormátriot minig eg oslopmátri transponáltjának tekintjük Péla: sormátri és ()-es mátri sorata: a B c b b 11 1 a1 a a1b 11 ab1 a1b 1 ab (1 ) b1 b (1 ) () ( ) ( ) Simmetrikus mátri: A A Ferén simmetrikus mátri: Egségmátri: A E E A A Mátri eterminánsa: 1 3 31 3 33 A A a11 a1 a13 a a a a et a et a a a a A a A a A a a ij a a a 3 1 3 11 11 1 1 13 13 11 1 a3 a 33 a3 a 33 a a a a a a a a a a a a a a a a a a 1 13 11 33 3 3 1 1 33 13 31 13 1 3 31 a31 a3 Mátri ajungáltja: Jelölés: ij a ajungált mátri ij ineű eleme a ereeti mátri ji eleméhe tartoó előjeles aletermináns aj a A ( i 1 n j 1 n) ij Inver mátri: 1 1 A A A A E 1 1 aja ji A aij et a ij Péla: a a A c b mátri invere: A 1 ineáris algebrai egenletrenser: A b Résletesen kiírva: A mátri sorást elvégeve: A egenletrenser megolása: Singuláris mátri: et aij 0 b a bc a bc c a a bc a bc a a a b 11 1 13 1 1 a1 a a 3 b a31 a3 a 33 3 b 3 a a a b, 11 1 1 13 3 1 a a a b, 1 1 3 3 a a a b 31 1 3 33 3 3 1 1 1 A A A b A b E 141

ma Rossul konicionált mátri: A 1, ahol ma és min a mátri legnagobb és a legkisebb sajátértékét jelentik A a mátri koníció sáma min Rossul konicionált mátriok lineáris egenletrenserek megolása során okonak problémát, ekkor uganis a b (oslop)mátriban bekövetkeett kis váltoás nag váltoást oko a ismeretleneket tartalmaó (oslop)mátriban F Vektoralgebra Skaláris menniség: olan fiikai menniség, amelet nagsága, előjele és mértékegsége jelleme Vektormenniség: iránított fiikai menniség, amelet nagsága, irána és mértékegsége jelleme Vektor megaására annak koorinátáit hasnáljuk A a síkbeli vektor koorinátái: a, a A a -t koorinátái és a e, e egségvektorok ( e 1, e 1, e e a a e a e a cos e a sin e a (cos e sin e ) a e a a a a e cos sin 1 a ) segítségével egértelműen meghatárohatjuk: e a a e e a a Vektorok össeaása: a b c ae ae be be a b e a b e c c Vektorok kivonása: a b a b a e a e b e b e a b e a b e Vektormenniségek köött többféle sorási művelet is efiniálható: Vektorok skaláris sorása (a eremén skaláris menniség): Értelmeés: a b a b cos Kisámítás: a b ab ab ab A egségvektorok skaláris sorata: e e 1, e e 1, e e 1, e e 0, e e 0, e e 0 Követkemén: a a a a b 0 a b Vektorok vektoriális sorata (a eremén vektor): 14

Értelmeés: Kisámítás: a b a b sin e e e a b a a a b b b e a b b a e a b b a e a b b a A ereménvektor iránát a ún jobbké sabállal kapjuk meg: ha jobb kéel a a vektort a b vektorba forgatjuk, akkor a jobb ké hüvelkujja aja meg a ereménvektor iránát A egségvektorok vektoriális sorata: e e 0, e e 0, e e 0, Követkemén: Ha a 0 és b 0, akkor a b 0 a b Vektorok veges sorata (a eremén skalár menniség): Értelmeés: a b c a b c a b c a a a a b c Kisámítás: a b c b b b a b c c c c a b c ulajonság: a b c c a b b c a c b a a c b b a c Követkemén: Ha a 0, b 0 és c 0 A három vektor eg síkban van e e e, e e e, e e e, e e e, e e e, e e e, és 0 a b c Vektorok kétseres vektoriális sorata (a eremén vektor menniség): Értelmeés: a b c vag a b c Kisámítás: a értelmeés alapján, kifejtési tétellel Kifejtési tétel: a b c b a c ab c a b c b a c c a b ulajonság: A vektoriális sorások sorrenje nem cserélhető fel A vektorok sorrenje nem cserélhető fel Reciprok vektorhármas: egen a 1, a, a 3 három tetsőleges, nem eg síkba eső vektor: a a a 1 3 v 0 143

A a 1, a, a 3 vektorhármasho tartoó reciprok vektorhármas: a a a a a a a a a 3 3 1 1 1 3 1 3 1 3 1 3 a a a a a a a a a A íg efiniált vektorok sorra merőlegesek a aa 3, a aa, 3 1 és a aa 1 vektorok által kifesített síkokra 1 a a3 a3 a1 a1 a Iga a is, hog aaa 1 3 valamint a1 a a3 v a a a a a a a a a 1 3 1 3 1 3 A előbbi össefüggések simmetriája, valamint 1 v megjelenése miatt a két rensert egmás reciprok vektorhármasának neveük F3 enoralgebra F31 enor értelmeése és előállítása enor értelmeése: homogén lineáris vektor-vektor függvén által megvalósított leképeés (hoárenelés) w f ( v) v A tenor a tetsőleges v vektorho eg w vektort renel hoá ulajonság: - f v f v - f v v f v f v ahol eg skaláris egüttható, 1 1 Eel a két tulajonsággal ekvivalens: - w f v v f v f v w w, 1 1 1 1 1 1 w w 1 ahol 1, skaláris egütthatók Követkemén: 0 f (0) (ha v 0, akkor w 0 ) étel: a tenort három értékpárja egértelműen meghatároa, feltéve, hog v 1, v, v 3 vektorok nem esnek köös síkba: v v v 1 3 0 v1 w1 f ( v1 ) v w f ( v ), ahol w1, w, w3 képvektorok v3 w3 f ( v3 ) A tétel at jelenti, hog ha ismerem a v 1, v, v3 -ho tartoó w 1, w, w 3 képvektorokat, akkor tetsőleges v 144

vektorho meg tuom határoni a w képvektort Diá vektorok iaikus sorata: Két vektor iaikus soratának ereméne eg speciális tenor, amit iának neveünk Jelölés: a b Értelmeés: olan sorás, amelre fennállnak a alábbi össefüggések: Diá (speciális tenor) kisámítása mátrisorással: enor megaása: enor elemeinek formális jelölése: a b c a b c c a b c a b a b c a a b a b a b (13) a ab ab ab (31) (33) a b a b b b a b a b a b tenor mátria (sámkilences) és koorináta renser 11 1 13 1 3 31 3 33 étel: minen tenor előállítható három iá össegeként: egen ismert három értékpár: v1 w1, v w, v w f ( v) v w 3 3 A tenor iaikus előállítása: w1 v1 w v w3 v3 A tenor transponáltjának iaikus előállítása: v1 w1 v w v3 w3 Simmetrikus tenor: Ferén simmetrikus (antisimmetrikus) tenor: Egségtenor: v E v I v E I v v v v v v v v v v v v 1 1 3 3 1 1 3 3 1 0 0 E I 0 1 0 0 0 1 étel: minen tenor felbontható eg simmetrikus és eg ferén simmetrikus tenor össegére 1 1 F3 enor előállítása eréksögű escartesi koorináta-renserben eképeés: e a f e, e b f e, e c f e s 145 fs

Kapcsolat a előő jelölésekkel: v1 e v e v3 e w a w b w c 1 3 1, 3 v e v e v e enor iaikus előállítása Descartes-féle eréksögű koorinátarenserben (DDKR): a e b e c e e v c e b Ov Ow w e a A tenor mátriát résletesen kiírva: a b c a b c 1 0 0 0 1 0 0 0 1 a b c a 0 0 0 b 0 0 0 c a b c a 0 0 0 b 0 0 0 c a b c a 0 0 0 b 0 0 0 c a b c A tenor mátria eréksögű escartesi koorináta-renserben a oslopaiban tartalmaa a e, e, e - he tartoó a, b, c képvektorok koorinátáit F33 enorok kétseres skaláris sorata A kétseres skaláris sorás értelmeését a egserűség kevéért két iáal (speciális tenor) mutatjuk be Általános, nem simmetrikus esetben a kétseres skaláris sorás elvégése több váltoatban lehetséges: 1 váltoat: a b c a c b váltoat: a b c a b c A kétseres skaláris sorás ereméne skaláris menniség A eges váltoatok ereméne nem aonos érték Ha a soró téneők simmetrikus tenorok, akkor minen váltoatnál uganat a eremént kapjuk Pl: a fajlagos alakváltoási energia előállítása: 1 1 u F A e e e e e e 1 F4 Koorináta-renserek Mechanikai mogásokról minig valamihe képest, valamire vonatkotatva besélhetünk A mogás leírásánál a vonatkotatási alapot a koorináta-renser (KR) képei F41 Deréksögű escartesi koorináta-renser (DDKR) e e e P,, e e O e 146

Független váltoó (helkoorináta): Koorináta vonalak: PP állanó egenes, PP állanó egenes, PP állanó egenes Báisvektorok: a koorináta vonalak érintő egségvektorai e áll, e áll, e áll, e e e 1, e e e e e e 0 Descartes 3 (ékárt)-féle báisvektorok nem függenek a heltől és minen pontban merőlegesek egmásra A DDKR egenesvonalú, egségbáisú, eréksögű koorináta-renser F4 Henger koorináta-renser (HKR) R P( R,, ) e e e R Független váltoó (helkoorináta): R Koorináta vonalak: PP állanó egenes, RPP állanó kör, RPP állanó egenes Báisvektorok: a koorináta vonalak érintő egségvektorai e ( ) R er, e e( ), e áll, er e e 1 er e e e e er 0 A e R és e báisvektorok nem függetlenek a heltől (függenek a helkoorinátától) aonban minen pontban merőlegesek egmásra A HKR görbevonalú, egségbáisú, eréksögű koorináta-renser A báisvektorok hel serinti eriváltja: A báisvektorok hel serinti váltoását a ábra semlélteti e R e e er F5 Koorináta transformáció egen ( ) és ( ) két, egmásho képest elforgatott, aonos keőpontú eréksögű escartesi koorináta-renser 3 René Descartes (1596 1650) francia matematikus és filoófus 147

e e e O e e Koorináta transformáció: uganat a menniséget (vektort, tenort) különböő koorináta-renserekben akarjuk felírni Vektorok transformációja: Jelölés: v tetsőleges vektor, a koorináta-renserben felírva, v ugana a vektor a koorináta-renserben felírva v K v (31) (33) (31) e e e e e e e e e e e e e K e e e e e e A K transformációs mátriban a egségvektorok köötti skaláris sorásokat elvégeve: cos cos cos K cos cos cos cos cos cos 1 A transformációs mátri tulajonsága: v K v K v 1 K K ortogonális mátri 1 1 K K K K K K K K E enorok transformációja: w v w v A első (bal olali) egenlet vektorait transformálva: K K w K v A egenlet minkét olalát besorova a transformációs mátrisal: w K K v K K étel: Csak olan sámkilences (pl 3 3 -as mátri) alkothat valamel koorináta-renserben tenort, amel eg másik koorináta-renserbe való áttérésnél a fenti sabál serint transformálóik 148

F6 Hel serinti ifferenciálás F61 Vektor hel serinti eriváltja DDKR-ben Vektor DDKR-ben: a ae ae ae A vektor helkoorináták serinti eriváltja: a a a a e e e a a a a e e e a a a a e e e Csak a koorinátákat kell eriválni, a báisvektorok nem függenek a heltől F6 Vektor hel serinti eriváltja HKR-ben Vektor HKR-ben: a arer ae ae a a a R a A vektor helkoorináták serinti eriváltja: er e e R R R R a ar e a e R a er ar e a e ( arer) ( ae) a a a a R er e e A e R és e báisvektorok is függenek a helkoorinátától F7 A Hamilton-féle ifferenciál operátor (nabla) A Hamilton 4 -féle vag (nabla 5 ) ifferenciál operátor: DDKR-ben: e e e, HKR-ben: 1 er e e R R F71 Divergencia (skaláris sorás) a) Vektor ivergenciája: a a a a a e a e a e e e e 1 a 1 R e a R a a arer a e ae er e e ar e R R R R Felhasnálva, hog er e és e e 1, végül at kapjuk, hog ar 1 a a a ar R R ulajonság: a a A vektor jobb olali ivergenciája megegeik vektor bal olali ivergenciájával 4 William Rowan Hamilton (1805 1865) ír matematikus, fiikus és csillagás 5 Hárfáho hasonló sió hangser görög nevéből sármaó elneveés 149

b) enor jobb olali ivergenciája: A a1 e a e a3 e e e e a1 a a3 a1 a a3 e e e e e e 1 1 1 A tenor jobb olali ivergenciája általában nem egenlő a tenor bal olali ivergenciájával: A A Menniségek renje (ineeinek sáma): skalár 0 ( a ) vektor 1 a i másorenű tenor harmarenű tenor 3 a ij a ijk ulajonság: A nablával történő skaláris sorás a menniség renjét eggel csökkenti Pélául a vektor ivergenciája skaláris, a tenor ivergenciája vektor menniség F7 Rotáció (vektoriális sorás) a) Vektor jobbolali rotációja: a ae ae ae e e e a a a a a a e e e e e e e e e e e e e e e e e e a a a a a a e e e A vektor jobb olali rotációja általában nem egenlő a vektor bal olali rotációjával: a a b) enor jobb olali rotációja: A a1 e a e a3 e e e e a a3 a1 a3 a1 a e e e e e e e e e e e e e e e e e e a a3 a3 a1 a1 a e e e A tenor jobb olali rotációja általában nem egenlő a tenor bal olali rotációjával: A A ulajonság: a nablával történő vektoriális sorás a menniség renjét nem váltotatja meg Pélául a vektor rotációja vektor, a tenor rotációja tenor menniség F73 Graiens (iaikus sorás) a a a a) Skalár graiense: a a e e e a ae ae ae e e e b) Vektor graiense: 150

a a a e e e e e e a a a e e e e e e a a a e e e e e e A vektor jobb olali graiense egenlő a vektor bal olali graiensének transponáltjával: a a a a a a a a a a A graiens tenor mátria: [ a ] a a a ulajonság: A nablával történő iaikus sorás a menniség renjét eggel megnöveli, pélául vektor nablával történő iaikus sorásának ereméne tenor F8 A variációsámítás alapgonolata A f( ) a f( ) függvén variációja f( ) eltérés a f( ) függvéntől A variáció jelentése: eltérés, megváltoás Feltételeük, hog a a és a b helen nincs eltérés: f ( ) f ( ) 0 a b Funkcionál: olan leképeés, amelnél A funkcionál jele: J[ f ] a J[ f ] értelmeési tartomána a f( ) függvének halmaa, a J[ f ] értékkéslete a valós sámok halmaa A funkcionál: b J[ f ] F f f, ahol F(, f, f ) aott (ismert) kifejeés a A funkcionál variációja: A J[ f ] funkcionálban lévő f( ) függvén helére helettesítsünk be a f ( ) f ( ) függvént, ahol eg valós paraméter Íg a különböő értékeire különböő, a J funkcionálba helettesített függvéneket kapunk Fejtsük alor-sorba a J[ f ( ) f ( )] funkcionált a f( ) körül úg, mintha a f( ) eg váltoó lenne, a f peig a f( ) eg kis megváltoása, ahol f konstans: J f f J f f J f f J f f 0 0 0 A sorfejtésben sereplő eriváltakat sokás n -e renű Gâteau-féle 6 (gátó) vag iránmenti eriváltnak is neveni 6 René Gâteau (1889-1914) francia matematikus 151

n n n Jele: D J f, f J f f 0 A J[ f ] funkcionál első renű Gâteau-féle eriváltját a funkcionál A másoik variáció Gâteau serinti értelmeése: Cél: funkcionálok sélső értékének megkeresése Peremfeltétel: J[ f f] J[ f ] DJ[ f, f ] J[ f f ] lim 0 f ( a) fa f ( b) fb 0 [, ] [ ] D J f f J f f aott Felaat: a f( ) függvénhalmaból annak a ( ) 0 sélsőértéket solgáltat A variációsámítás serint funkcionálok sélsőértékének feltétele: J 0 és f serinti első variációjának is neveük 0 f függvénnek a kikeresése, amelre a minimum esetén J 0, maimum esetén J 0 A variációt (variálási műveletet) formálisan a eriválásho hasonlóan kell képeni, e a variáció nem a hel, hanem különböő paraméterek serinti ifferenciál, a variáció (váltotatás) során a peremfeltételt minig ki kell elégíteni Pélául a elmoulásmeő u u u ifferenciálja: u, variációja: u u u c1 c c c A f( ) függvén ifferenciálja: f 1 f, variációja: f f f c1 c c c 1 Péla funkcionál első és másoik variációjának előállítására: J f funkcionál u ( ) p AE, Aott: a ábrán látható, p állanó megosló erőrenserrel húott, befalaott tartó hossa, A kerestmetsete és E rugalmassági moulusa Felaat: a tartó teljes potenciális energiájának, (mint a [ u] funkcionálnak) a első és másoik variációjának előállítása A teljes pontenciális energia értelmeése a 43 pontban megtalálható A u ( ) függvén a rú pontjainak aiális iránú elmoulása 15

A húott rú teljes potenciális energiája: A teljes potenciális energia első variációja: [ uu] [ u u] 0 1 u AE u pu 0 0 [ ] ( ) 1 AE( u u ) p ( u u) 0 0 0 AE( u u) u p u 0 0 0 AEuu p u 0 0 A teljes potenciális energia másoik variációja: [ u u] [ u u] 0 AE ( u) AE ( u) 0 0 0 1 ( ) ( ) AE u u p u u 0 0 0 153

SZAKIRODAOM [1] Pácelt I: Végeselem-móser a mérnöki gakorlatban, Miskolci Egetemi Kiaó, 1999 [] Bojtár I, Gáspár Zs: Végeselem-móser építőmérnököknek, erc Kft, Buapest, 003 [3] Bathe K J: Finite element proceures, Prentice Hall, Inc 1996 [4] Sabó B, Babuška I: Finite element analsis, John Wile & Sons, Inc 1991 [5] Altenbach J, Fischer U: Finite-element Prais, Fachbuchverlag eipig, 1991 [6] Matthews F, Davies G A O, Hitchings D, Soutis C: Finite Element moelling of composite materials an structures, Woohea t, 000 [7] Bunas R G: Avance Strength an Applie Stress Analsis, Mc Graw-Hill, 1999 [8] M Csimaia B, Nánori E: Mechanika Mérnököknek Silárságtan, Nemeti ankönvkiaó, 1999 [9] Kleiber M: Hanbook of Computational Soli Mechanics, Springer Verlag, 1998 [10] Argiris J, Mleinek H P: Computernamik er ragwerke, Die Methoe er Finiten Elemente, Ban III, Vieweg Verlag, 1997 [11] Krätig W B, Basar Y: ragwerke 3, heorie un Anwenung er Methoe er Finiten Elemente, Springer Verlag, 1997 [1] Béa G, Koák I, Verhás J: Kontinuummechnika, Műsaki Könvkiaó, 1986 [13] Béa G, Koák I: Rugalmas testek mechanikája, Műsaki Könvkiaó 1987 [14] Richter W: Numerische ösung partieller Differentialgleichungen mit er Finite-Elemente-Methoe, Vieweg Verlag, 1986 [15] Simmons J G: enoranalíis ióhéjban, Műsaki Könvkiaó, 1985 [16] Papastavriis J G: ensor calculus an analtical namics, CRC Press, 1999 [17] imoshenko S, Woinowsk-Krieger S: emeek és héjak elmélete, Műsaki Könvkiaó, Buapest, 1999 [18] Re J N : Mechanics of laminate composite plates an shells heor an Analsis, CRC Press, 004 [19] Barbero EJ: Finite Element Analsis of Composite Materials, CRC Press, 008 [0] Berlio A, rompette Ph: Soli Mechanics using the Finite Element Metho, John Wile & Sons Inc, 010 [1] Smith I M, Griffiths D V: Programming the Finite Element Metho, John Wile & Sons Inc, 004 [] Zienkiewic O C, alor R: he Finite Element Metho, Vol 1: he Basis, Butterworth Heinemann, 000 [3] Zienkiewic O C, alor R: he Finite Element Metho, Vol : Soli Mechanics, Butterworth Heinemann, 000 [4] Beltschko iu W K Moran B: Nonlinear Finite Elements for Continua an Structures, John Wile & Sons t, 001 [5] ewis R W - Morgan K homas H R Setharamu K N: he Finite Element Metho in Heat ransfer Analsis, John Wile & Sons t, 1996 [6] Re J N Gartling D K: he Finite Element Metho in Heat ransfer an Flui Dnamics, CRC Press, 001 154