§ 5. Эффекты второго порядка
 
5.1. Выделение линейных слагаемых в законе состояния.
 
В рассматриваемых далее решениях нелинейных задач предполагается малость производных перемещений по координатам начального состояния: 
 
 
и допускается пренебрежение слагаемыми третьей и более высоких степеней относительно этих величин. Сохраняются их произведения и квадраты. 
Будем исходить из закона состояния в форме Фингера (2.4.1) гл. VIII; приняв в качестве материальных декартовы координаты точки в начальном состоянии  получим
 получим 
 
 
где  единичный тензор. Базисные векторы
 единичный тензор. Базисные векторы  и
 и  -объемов равны
-объемов равны 
 
 
Вспомнив определение (5.1.1) гл. II тензора  имеем
 имеем 
 
и, далее, 
 
причем  линейный тензор деформации,
 линейный тензор деформации,  градиент вектора
 градиент вектора  , а индексом
, а индексом  обозначается операция транспонирования. Вспомнив также (1.2.13) гл. II, а также (1.6.12), имеем
 обозначается операция транспонирования. Вспомнив также (1.2.13) гл. II, а также (1.6.12), имеем 
 
Итак,
 
 
и при оговоренных пренебрежениях 
 
Сославшись на формулы 
 
 
учитывая, что первый инвариант тензора  равен нулю [поскольку
 равен нулю [поскольку  - симметричный тензор; см. (1.5.9)], и вспомнив, что
 - симметричный тензор; см. (1.5.9)], и вспомнив, что  получаем
 получаем 
 
 
Подстановка в (5.1.2) позволяет теперь представить тензор напряжений в виде 
 
 
Инварианты  тензора деформации
 тензора деформации  определяются по формулам (5.4.3) гл. II:
 определяются по формулам (5.4.3) гл. II: 
 
 
Как следовало ожидать-, в состав  входят величины первой,
 входят величины первой,  второй,
 второй,  третьей степени относительно величин (5.1.1). Теперь, сославшись на (2.5.2) гл. VIII, имеем
 третьей степени относительно величин (5.1.1). Теперь, сославшись на (2.5.2) гл. VIII, имеем 
 
причем величины во второй и третьей формулах достаточно было выписать с точностью до линейных слагаемых и слагаемых, не содержащих производных перемещений. 
Удельная потенциальная энергия деформации аппроксимируется формулой Мурнагана (4.6.1) гл. VIII в предположении, что начальным состоянием является натуральное 
 
 
 
Тогда 
 
и вычисленное с точностью до величин второго порядка выражение тензора напряжений приводится к виду 
 
где  тензор напряжений линейной теории упругости:
 тензор напряжений линейной теории упругости: 
 
 
Замечая, что 
 
можно представить (5.1.11) также в виде 
 
 
с тензором  задаваемым выражением
 задаваемым выражением 
 
 
причем последнее слагаемое может быть записано также в виде 
