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工程仿真的力学基础!学员非常认知做笔记!(笔记做得好,但不等于掌握了)

9月前浏览847

文章来源    

    本文内容是我们一对一仿真专家护航班学员的笔记,我初看觉得总结的非常好,后来一对一开会现场提问,回答的就没笔记那么专业和简练。    

    后来一问,才知道笔记是边看视频边记录的。这里反映两个情况:第一,笔记写出来和当场说出来还是属于不同的境界;第二,能边看视频边做笔记,也算善莫大焉,值得鼓励

文章内容

    应力:在受力物体上取一个截面,在该界面上取一个小的面积ΔA,该小面积上受到的力为ΔF ,在ΔA趋向于无穷小时,就是该点处的应力。这也就从另一个角度说明了,如果想要确定一个点的应力,一定要先确定过这个点的截面
   

    例子:温度是标量,位移、加速度是矢量,但是应力是张量,一定要有截面才能表达清楚应力概念

   


    比如对于钢棒上的点,如第一幅图所示,在k处垂直于钢棒轴线做一个截面,则截面上点的应力σ=F/A;但是如果在如果做一个与上述截面呈α角度的截面,Fα=F,但是面积变成A/cosα了,其数值上变大了,应力变小了。对于同样的点,选择的截面不一样,则点的应力也不一样。对于垂直于截面的力叫法向应力,描述一个点的应力的时候得先有一个截面

    如果截取的截面仅有两个方向的应力(x、y),没有第三个方向的应力(z),则为二向应力状态(平面应力状态)。该状态对研究壳很有意义。对于没有载荷和约束的实体表面,壳面均是二向应力状态。    
    对于任何一个二向应力状态,总可以找到一个角度,使得在这个角度下截面上只有正应力,没有切应力,这个斜截面上的应力就叫主应力。    
    对于二向应力状态,它有两个主应力(σ1、σ3)。以σ1和σ3为直径的两个端点画圆,该圆就可以描述这个点的应力状态。圆弧线上的点的横坐标与纵坐标就是一个点的法向应力与剪切应力的大小。莫尔圆描述的就是同一个点上截面选择的不同,得到的法向应力与剪切应力是不同的。    
   
    对于三维状态,同样可以得到三个主应力,三个主应力也是相互垂直的。主应力的方向是互相垂直的。截面不管怎么选,应力状态都在阴影部分里    
   

    σy代表的是所作截面与y轴垂直。在Ansys中,当插入法向应力时,需要选择X轴、Y轴Z轴,此时选择的截面就是过选择点与坐标轴垂直的面      

    τyz下标中的y表示的是截面垂直于y,z表示的是剪切应力的朝向。


   

   

   

第一强度准则        

   

最大主应力就是第一主应力。


   

第二强度准则


   


   

第三强度准则        


   

第四强度准则        

   

莫尔强度准则        

适合于拉和压完全不一样的材料(如灰铸铁)      

    把上面的公式右侧除到左侧,就可以得到下面的公式,注意σ3软件默认取绝对值了。莫尔强度理论的莫尔圆如下所示。如果圆在斜线下面就是安全的。      

   

    三维应力空间如下所示。如果点的主应力坐标位于图形的内部,则该点处不会发生破坏,如果在外部,则会发生破坏。      

    将第一强度准则和第三强度准则联合在一起用,哪个小用哪个,就可以达到修正的莫尔应力准则的效果      

   

第三强度准则(六面体)相对保守。

下面为实验数据。

来源:博集华仿

理论材料ANSYS
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首次发布时间:2025-11-08
最近编辑:9月前
博集华仿
硕士 致力于推广工程仿真技术
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