Large elastic deformations in thin rods

Summary In this paper an appropriate analytical treatment for the determination, through exact formulae, of large elastic deformations in thin skew-curved rods is presented. This problem is associated with a system of fifteen nonlinear, ordinary, differential equations of the first order; the unknowns of the system are the final curvature and torsion functions, as well as the generalized internal forces and displacements of the rod. Subsequently, the problem of a thin cantilever circular rod subjected to terminal co-planar forces is examined and closed formulae determining its generalized displacements are obtained. Finally, the effectiveness and the potentialities of the method are demonstrated by several numerical applications.

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Übersicht In diesem Artikel wird eine analytische Methode zur Bestimmung von großen elastischen Verformungen eines schief gekrümmten Stabes durch exakte Formeln entwickelt. Dieses Problem wird durch ein System von fünfzehn nichtlinearen, gewöhnlichen Differentialgleichungen erster Ordnung beschrieben; die Unbekannten des Systems sind sowohl die endlichen Krümmungs- und Torsionsfunktionen als auch die verallgemeinerten inneren Kräfte und Verschiebungen des Stabes. Ferner wird das Problem des dünnen beidseitig gelagerten zylindrischen Stabes, welcher koplanaren Endlasten unterliegt, untersucht, und geschlossene Formeln werden erhalten. Schließlich werden die Effektivität und die Möglichkeiten der Methode durch mehrere numerische Anwendungen dargestellt.