Ansys后處理-如何看應(yīng)力.doc

Ansys后處理-如何看應(yīng)力點(diǎn)擊數(shù)：3091 更新時間：2012-4-20 16:29:47SX:X-Component ofstress;SY:Y-Component of stress;SZ:Z-Component ofstress-X,Y,Z軸方向應(yīng)力。SXY:XY Shear stress;SYZ:YZ Shearstress;SXZ:XZ Shear stress-X,Y,Z三個方向的剪應(yīng)力。S1:1stPrincipal stress;S2:2st Principal stress;,S3:3st Principalstress-第一、二、三主應(yīng)力。區(qū)分:首先把一個微元看成是一個正方體,那么假設(shè)三個主應(yīng)力分別是F1F2F3,那么如果三個力中哪個力最大,就是F1,也是最大主應(yīng)力,也叫第一主應(yīng)力,第二大的叫第二主應(yīng)力,最小的叫第三主應(yīng)力,因此,是根據(jù)大小來定的。SINT:stress intensity-應(yīng)力強(qiáng)度,是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力,其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。SEVQ:Von Mises是一種屈服準(zhǔn)則,屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中VonMises Stress我們習(xí)慣稱Mises等效應(yīng)力,它遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論(形狀改變比能理論)。我們分析后查看應(yīng)力,目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢?比如混凝土、鋼材,應(yīng)該就是用萬能壓力機(jī)進(jìn)行的單軸破壞試驗吧。也就是說,我們在ANSYS計算中得到的應(yīng)力,總是要和單軸破壞試驗得到的結(jié)果進(jìn)行比對的。所以,當(dāng)有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時,通過查看某一個方向,如plnsol,s,x等,是有意義的。但三維實體結(jié)構(gòu)中,應(yīng)力分布要復(fù)雜得多,不能僅用單一方向上的應(yīng)力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應(yīng)力值于是就出現(xiàn)了強(qiáng)度理論學(xué)說。材料力學(xué)中的四種強(qiáng)度理論1.第一強(qiáng)度理論:最大拉應(yīng)力強(qiáng)度理論該理論認(rèn)為,材料破壞的主要因素是最大拉應(yīng)力,無論何種狀態(tài),只要最大拉應(yīng)力達(dá)到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應(yīng)力,則材料斷裂。其中,某點(diǎn)的最大拉應(yīng)力數(shù)值,就是其第一主應(yīng)力數(shù)值。2.第二強(qiáng)度理論:最大拉應(yīng)變理論該理論認(rèn)為,引起材料破壞的主要因素,是最大拉應(yīng)變。無論何種狀態(tài),只要最大拉應(yīng)變達(dá)到材料拉伸斷裂時的最大應(yīng)變值,則材料斷裂。此時,形式上將主應(yīng)力的某一綜合值與材料單向拉伸軸向拉壓許用應(yīng)力比較,這個綜合值就是等效應(yīng)力equivalentstress。3.第三強(qiáng)度理論:最大切應(yīng)力理論該理論認(rèn)為,引起材料屈服的主要因素是最大切應(yīng)力,不論何種狀態(tài),只要最大切應(yīng)力達(dá)到材料單向拉伸屈服時的最大切應(yīng)力,則認(rèn)為材料屈服。相關(guān)公式:4.第四強(qiáng)度理論:畸變能理論該理論認(rèn)為,彈性體在外力作用下產(chǎn)生變形,荷載做功、彈性體變形儲能,稱之為應(yīng)變能(分為畸變能和體積的改變能)。引起材料屈服的主要因素是畸變能密度,無論何種狀態(tài),只要畸變能密度達(dá)到材料單向拉伸屈服時的畸變能密度,材料就屈服。ANSYS后處理中應(yīng)力查看總結(jié):1.平面結(jié)構(gòu),查看某方向應(yīng)力;2.實體脆性結(jié)構(gòu),如混凝土、巖石、鑄鐵等,根據(jù)第一、第二強(qiáng)度理論,查看項目為第一主應(yīng)力或等效應(yīng)力;3.塑形較強(qiáng)的實體結(jié)構(gòu),根據(jù)第三、第四強(qiáng)度理論,查看項目為應(yīng)力強(qiáng)度(stress intensity)或VonMisses應(yīng)力?？偟膩碚f,宗旨就是把各項分布的應(yīng)力,換算成單向應(yīng)力,與規(guī)范規(guī)定的容許應(yīng)力進(jìn)行比較。后處理節(jié)點(diǎn)應(yīng)力中x,y,z方向應(yīng)力和第一、二、三主應(yīng)力就不介紹了,stressintensity(應(yīng)力強(qiáng)度),是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力,其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。VonMises是一種屈服準(zhǔn)則,屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中Von Mis后處理節(jié)點(diǎn)應(yīng)力中x,y,z方向應(yīng)力和第一、二、三主應(yīng)力就不介紹了,stressintensity(應(yīng)力強(qiáng)度),是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力,其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。VonMises是一種屈服準(zhǔn)則,屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中Von MisesStress我們習(xí)慣稱Mises等效應(yīng)力,它遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論(形狀改變比能理論)。第三強(qiáng)度理論認(rèn)為最大剪應(yīng)力是引起流動破壞的主要原因,如低碳鋼拉伸時在與軸線成45度的截面上發(fā)生最大剪應(yīng)力,材料沿著這個平面發(fā)生滑移,出現(xiàn)滑移線。這一理論比較好的解釋了塑性材料出現(xiàn)塑性變形的現(xiàn)象。形式簡單,但結(jié)果偏于安全。第四強(qiáng)度理論認(rèn)為形狀改變比能是引起材料流動破壞的主要原因。結(jié)果更符合實際。一般脆性材料,鑄鐵、石料、混凝土,多用第一強(qiáng)度理論?？疾旖^對值最大的主應(yīng)力。一般材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形,以流動形式破壞時,應(yīng)該采用第三或第四強(qiáng)度理論。壓力容器上用第三強(qiáng)度理論(安全第一),其它多用第四強(qiáng)度理論。第四強(qiáng)度理論應(yīng)力,即Vonmises(范米塞斯)等效應(yīng)力作為衡量應(yīng)力水平的主要指標(biāo)。Vonmises應(yīng)力是正應(yīng)力和剪切應(yīng)力的組合,常用來描繪聯(lián)合作用的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。von misesstress的確是一種等效應(yīng)力,它用應(yīng)力等值線來表示模型內(nèi)部的應(yīng)力分布情況,它可以清晰描述出一種結(jié)果在整個模型中的變化,從而使分析人員可以快速的確定模型中的最危險區(qū)域。vonMises(馮米斯應(yīng)力,應(yīng)力云紋)。馮米斯應(yīng)力圖用于評價應(yīng)力分布情況.catia自動生成的調(diào)色板,顏色從藍(lán)到紅,表示應(yīng)力逐漸變大。當(dāng)鼠標(biāo)指向節(jié)點(diǎn)時,顯示此節(jié)點(diǎn)的馮米斯應(yīng)力值。vonMises屈服準(zhǔn)則是von Mises于1913年提出了一個屈服準(zhǔn)則。它的內(nèi)容是:當(dāng)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的等效應(yīng)力達(dá)到某一與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)的定值時,材料就屈服;或者說材料處于塑性狀態(tài)時,等效應(yīng)力始終是一不變的定值。等效=(1/2(1-2)2+(2-3)2+(3-1)2)(1/2)參看塑性成型力學(xué)vonmises應(yīng)力就是一種當(dāng)量應(yīng)力,它是根據(jù)第四強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力。von misesstress 是綜合的概念,考慮了第一第二第三主應(yīng)力,可以用來對疲勞,破壞等的評價。YIELDINGcriterion (材料屈服標(biāo)準(zhǔn))有基于stress analysis也有基于strainanalysis的。von misesstress(VMS)其實是一個STRESS yielding criterion.我們認(rèn)為對于某一材料來說,它都有一個yieldingstress, 這個yielding stress 對應(yīng)于相應(yīng)的屈服點(diǎn)(yieldingpoint).當(dāng)材料受到外力刺激,如果其內(nèi)部某處應(yīng)力(VMS)大于這個yieldingstress, 那么我們認(rèn)為材料在此處有可能發(fā)生屈服。在FEA中,VMS的計算是基于principalstress的。VonMises應(yīng)力與VonMIses屈服準(zhǔn)則,用在各向同性材料中較常見,來自于應(yīng)力張量第一不變量。如果生物力學(xué)計算中缺乏材料數(shù)據(jù),以近似材料參數(shù)代替,這種情況下似乎用VON應(yīng)力也是可以的。vms是材料力學(xué)中的第四屈服理論,主要是對塑性材料的,考慮的主要是疲勞效應(yīng)。最大應(yīng)力,最大應(yīng)變主要是針對脆性材料的。我印象中是這樣的,可以看看材料力學(xué)中的四大強(qiáng)度理論。屈服準(zhǔn)則的概念屈服準(zhǔn)則:A.受力物體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)處于單向應(yīng)力狀態(tài)時,只要單向應(yīng)力大到材料的屈服點(diǎn)時,則該質(zhì)點(diǎn)開始由彈性狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài),即處于屈服。B.受力物體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)處于多向應(yīng)力狀態(tài)時,必須同時考慮所有的應(yīng)力分量。在一定的變形條件(變形溫度、變形速度等)下,只有當(dāng)各應(yīng)力分量之間符合一定關(guān)系時,質(zhì)點(diǎn)才開始進(jìn)入塑性狀態(tài),這種關(guān)系稱為屈服準(zhǔn)則,也稱塑性條件。它是描述受力物體中不同應(yīng)力狀態(tài)下的質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入塑性狀態(tài)并使塑性變形繼續(xù)進(jìn)行所必須遵守的力學(xué)條件,這種力學(xué)條件一般可表示為f(ij) =C又稱為屈服函數(shù),式中 C是與材料性質(zhì)有關(guān)而與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)的常數(shù),可通過試驗求得。屈服準(zhǔn)則是求解塑性成形問題必要的補(bǔ)充方程。由于一般脆性材料,鑄鐵、石料、混凝土,多用第一強(qiáng)度理論。考察絕對值最大的主應(yīng)力。但是骨的受力比較復(fù)雜,如果只考察最大主應(yīng)力顯然不能真實反映骨骼在實際情況下的受力狀況,所以綜合考慮Mises準(zhǔn)則就是個很好的選擇。個人認(rèn)為mises應(yīng)力只是一個簡單的判斷,具體到行業(yè)中有各自的較細(xì)的判斷準(zhǔn)則,例如塑性加工中也是用mises應(yīng)力做判斷,但脆性材料就不同,可以選用最大主應(yīng)力。mises應(yīng)力大,只是代表該處的應(yīng)力狀態(tài)不夠理想(多數(shù)情況是希望應(yīng)力較小),往往是(注意是往往,不是一定)材料容易破壞的地方,也是材料變形較大的地方(fea中用peeq等效應(yīng)變表示),因此常用來作為判斷。從基本原理上講是與有限元軟件的程序、計算相關(guān)的,其變形是根據(jù)能量得到的,模擬出的應(yīng)力狀態(tài)是對能量的一種等效處理(過程很復(fù)雜),就是這樣子。因此精確的材料參數(shù)和邊界處理是有限元模擬的關(guān)鍵,任何模擬出來的結(jié)果都需要細(xì)致的分析,都值得懷疑:)Von Mises應(yīng)力是基于剪切應(yīng)變能的一種等效應(yīng)力其值為(a1-a2)2+(a2-a3)2+(a3-a1)2)/2)0.5其中a1,a2,a3分別指第一、二、三主應(yīng)力,2表示平方,0.5表示開方。其大概的含義是當(dāng)單元體的形狀改變比能達(dá)到一定程度,材料開始屈服。vonMises于1913年提出了一個屈服準(zhǔn)則,這個屈服準(zhǔn)則被稱為vonMises屈服準(zhǔn)則。它的內(nèi)容是:當(dāng)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的等效應(yīng)力達(dá)到某一與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)的定值時,材料就屈服;或者說材料處于塑性狀態(tài)時,等效應(yīng)力始終是一不變的定值。在彈塑性有限元計算中,屈服準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)描述是整個計算的核心。因此有人將等效應(yīng)力叫做vonMises應(yīng)力。因此大家在彈塑性力學(xué)的書里查不到von Mises應(yīng)力的定義。我認(rèn)為這是有限元軟件里的一種叫法。它等同于等效應(yīng)力,又稱應(yīng)力強(qiáng)度。后面這兩個概念在任何一本彈塑性力學(xué)的書里都可以查到。后處理節(jié)點(diǎn)應(yīng)力中x,y,z方向應(yīng)力和第一、二、三主應(yīng)力就不介紹了,stressintensity(應(yīng)力強(qiáng)度),是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力,其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。VonMises是一種屈服準(zhǔn)則,屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中Von MisesStress我們習(xí)慣稱Mises等效應(yīng)力,它遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論(形狀改變比能理論)。第三強(qiáng)度理論認(rèn)為最大剪應(yīng)力是引起流動破壞的主要原因,如低碳鋼拉伸時在與軸線成45度的截面上發(fā)生最大剪應(yīng)力,材料沿著這個平面發(fā)生滑移,出現(xiàn)滑移線。這一理論比較好的解釋了塑性材料出現(xiàn)塑性變形的現(xiàn)象。形式簡單,但結(jié)果偏于安全。第四強(qiáng)度理論認(rèn)為形狀改變比能是引起材料流動破壞的主要原因。結(jié)果更符合實際。一般脆性材料,鑄鐵、石料、混凝土,多用第一強(qiáng)度理論?？疾旖^對值最大的主應(yīng)力。一般材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形,以流動形式破壞時,應(yīng)該采用第三或第四強(qiáng)度理論。壓力容器上用第三強(qiáng)度理論(安全第一),其它多用第四強(qiáng)度理論。后處理節(jié)點(diǎn)應(yīng)力中x,y,z方向應(yīng)力和第一、二、三主應(yīng)力就不介紹了,stressintensity(應(yīng)力強(qiáng)度),是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力,其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。VonMises是一種屈服準(zhǔn)則,屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中Von MisesStress我們習(xí)慣稱Mises等效應(yīng)力,它遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論(形狀改變比能理論)。第三強(qiáng)度理論認(rèn)為最大剪應(yīng)力是引起流動破壞的主要原因,如低碳鋼拉伸時在與軸線成45度的截面上發(fā)生最大剪應(yīng)力,材料沿著這個平面發(fā)生滑移,出現(xiàn)滑移線。這一理論比較好的解釋了塑性材料出現(xiàn)塑性變形的現(xiàn)象。形式簡單,但結(jié)果偏于安全。第四強(qiáng)度理論認(rèn)為形狀改變比能是引起材料流動破壞的主要原因。結(jié)果更符合實際。一般脆性材料,鑄鐵、石料、混凝土,多用第一強(qiáng)度理論。考察絕對值最大的主應(yīng)力。一般材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形,以流動形式破壞時,應(yīng)該采用第三或第四強(qiáng)度理論。壓力容器上用第三強(qiáng)度理論(安全第一),其它多用第四強(qiáng)度理論。第四強(qiáng)度理論應(yīng)力,即Vonmises(范?米塞斯)等效應(yīng)力作為衡量應(yīng)力水平的主要指標(biāo)。Vonmises應(yīng)力是正應(yīng)力和剪切應(yīng)力的組合,常用來描繪聯(lián)合作用的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。von misesstress的確是一種等效應(yīng)力,它用應(yīng)力等值線來表示模型內(nèi)部的應(yīng)力分布情況,它可以清晰描述出一種結(jié)果在整個模型中的變化,從而使分析人員可以快速的確定模型中的最危險區(qū)域。它是根據(jù)第四強(qiáng)度理論計算的,因為它的計算公式是第四強(qiáng)度理論:第四強(qiáng)度理論-首先介紹一下形狀改變比能,然后看看強(qiáng)度條件的推導(dǎo)。物體在外力作用下會發(fā)生變形,這里所說的變形,既包括有體積改變也包括有形狀改變。當(dāng)物體因外力作用而產(chǎn)生彈性變形時,外力在相應(yīng)的位移上就作了功,同時在物體內(nèi)部也就積蓄了能量。例如鐘表的發(fā)條(彈性體)被用力擰緊(發(fā)生變形),此外力所作的功就轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)條所積蓄的能。在放松過程中,發(fā)條靠它所積蓄的能使齒輪系統(tǒng)