Biomedical Engineering Reference
In-Depth Information
Table 6.1
Definition of principal and basic invariants.
Stress tensor
ij
σ
ij
σ
s
ij
Principal invariants
I
1
,
I
2
,
I
3
I
1
,
I
2
,
I
3
I
1
,
I
2
,
I
3
I
1
=
σ
ii
I
1
=
I
1
=
σ
ii
0
1
2
(
σ
ii
σ
jj
−
σ
ij
σ
ji
)
I
2
=
1
3
(
σ
ii
)
2
I
2
=−
1
2
s
ij
s
ji
I
2
=
3
2
σ
ii
σ
jj
σ
kk
+
σ
ij
σ
jk
σ
ki
1
1
27
(
1
3
s
ij
s
jk
s
ki
I
3
=
σ
ii
)
3
I
3
=
I
3
=
2
σ
ij
σ
ji
σ
kk
3
−
I
1
I
2
,
I
3
⇒
I
1
,
I
2
,
I
3
⇒
⇒
Basic invariants
J
1
,
J
2
,
J
3
J
1
,
J
2
,
J
3
J
1
,
J
2
,
J
3
J
1
=
σ
ii
J
1
=
0
J
1
=
σ
ii
1
2
σ
ij
σ
ji
J
2
=
1
6
(
J
2
=
1
2
s
ij
s
ji
J
2
=
σ
ii
)
2
1
3
σ
ij
σ
jk
σ
ki
J
3
=
1
9
(
σ
ii
)
3
J
3
=
1
3
s
ij
s
jk
s
ki
J
3
=
J
1
J
2
,
J
3
⇒
J
1
,
J
2
,
J
3
⇒
⇒
Basic invariants in terms of
σ
ij
.
Table 6.2
Invariants
General stress values
Stress tensor
J
1
σ
xx
+
σ
yy
+
σ
zz
2
zz
1
xx
+
σ
yy
+
σ
xy
+
σ
xz
+
σ
yz
J
2
σ
+
σ
3
σ
1
xx
+
σ
yy
+
σ
zz
+
3
σ
xy
σ
xx
+
J
3
xy
σ
yy
+
3
σ
xz
σ
xx
+
3
σ
xz
σ
zz
+
+
3
σ
yz
σ
zz
+
6
σ
xy
σ
xz
σ
yz
Spherical tensor
yz
σ
yy
+
3
σ
+
3
σ
J
1
σ
xx
+
σ
yy
+
σ
zz
6
σ
xx
+
σ
yy
+
σ
zz
2
J
2
1
9
σ
xx
+
σ
yy
+
σ
zz
3
Stress deviator tensor
J
3
1
J
1
0
6
(
J
2
1
σ
xx
−
σ
yy
)
2
σ
yy
−
σ
zz
)
2
+
(
σ
zz
−
σ
xx
)
2
+
σ
xy
+
σ
yz
+
σ
zx
+
(
J
3
s
xx
s
yy
s
zz
+
2
σ
xy
σ
yz
σ
zx
yz
−
s
yy
σ
zx
−
s
zz
σ
xy
−
s
xx
σ
1
3
(2
σ
xx
−
σ
yy
−
σ
zz
)
with
s
xx
=
1
3
(
s
yy
=
−
σ
xx
+
2
σ
yy
−
σ
zz
)
1
3
(
−
σ
xx
−
σ
yy
+
2
σ
zz
)
s
zz
=