ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)

   在 ANSYS Workbench 中,剪切應力(Shear Stress) 是指物體內部平行于截面方向的應力分量,反映材料在平行于受力面方向上的 “錯動趨勢” 或 “剪切變形阻力”。它與正應力(垂直于截面的應力)共同構成了材料內部的應力狀態。

ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)的圖1

ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)的圖2

正應力 σx:表示X方向的正向應力

切應力 Txy:表示垂直于X軸的平面上方向沿Y方向的切應力

1.剪切應力的物理意義

從力學本質上看,剪切應力是由于物體受到平行于表面的力(剪切力)作用而產生的:

? 當外力試圖讓材料的兩部分沿平行方向相對滑動時(如剪刀剪斷物體),材料內部會產生抵抗這種滑動的內力,單位面積上的這種內力就是剪切應力。

? 單位為帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa),與正應力單位一致。

2.Workbench 中剪切應力的表現形式

在 Workbench 的結構分析(如靜力學分析)中,剪切應力如何表達,通過以下案例來理解。設置一個橫梁受到上面力的作用,則截面會產生剪切效果,計算后查看結果

ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)的圖3

那么根據理解,剪切應力最大的應該發生在平行于ZY平面的截面上,那么提取結果應該看YZ的剪切應力,提取結果如下

ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)的圖4

發現YZ結果并非理解的剪切應力的云圖,經過研究發現,剪切應力的大小遵循材料力學定義的方向,如下圖所示

ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)的圖5

結果提取Txy之后的應力可以發現結果和理解的相同.

切應力 Txy:表示垂直于X軸的平面上方向向Y方向的切應力,以X的正方向來截取左側的截面為參考

ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)的圖6

τ_xy:平行于 XY 平面,方向沿 x 軸在 y 方向的錯動(或 y 軸在 x 方向的錯動);

(分量符號的第一個下標表示應力作用面的法線方向,第二個下標表示應力方向。例如 τ_xy 表示:作用在法線沿 x 軸的截面上,方向沿 y 軸的切應力。)

提取三個方向的結果如圖所示

ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么(三)的圖7

另外重要的一點就是Txy=Tyx,其余方向相同

參考上面的附件

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