有限元軟件結構主應力計算
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在Workbench的幫助文檔看到一段求解Mises的程序代碼,而程序求解Mises應力時是通過三個主應力進行求解的,而我們知道根據有限元求解問題時,最先得到的已知量是位移,再根據物理方程即可得到應力分量,而主應力的求解依然需要利用應力分量根據相關公式進一步計算。
Mises應力是結構的第四強度等效應力,其計算公式如下:

上式通過六個應力分量求解Mises等效應力,用主應力的形式表示即為:

上式中的三個應力為主應力。
程序代碼計算如下:

該段程序是一段函數,聲明變量是張量tensor,該張量的列向量即是節點的六個應力分量,為弄清楚該段代碼采用的公式,查相關文獻,得到主應力的計算公式,如下,參考文獻《王凱. 主應力的計算公式[J]. 力學與實踐, 2014(6):783-785.》
式中:

上述代碼中定義了一個很小的數值,用于比較,當三個切應力同時小于這個極小值時,可以認為三個正應力即可當作主應力。
當三個切應力分量不是同時小于這個極小值時,需要根據公式進行計算,代碼中分別定義局部變量A、B、C、p、q、R、z和phi,最終返回三個主應力S1、S2和S3.
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