剛強(qiáng)度理論
關(guān)注創(chuàng)建者：Tim.Ding 創(chuàng)建時(shí)間：2020-05-10
剛強(qiáng)度理論的視頻教程
Hypermesh_Nastran_Femfat整車(chē)模態(tài)剛強(qiáng)度疲勞分析
Hypermesh前處理工程師培訓(xùn)，剛強(qiáng)度CAE工程師培訓(xùn)，碰撞安全CAE工程師培訓(xùn)。本課程內(nèi)容唯一指定學(xué)習(xí)討論群<承結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真培訓(xùn)二期群(qq群：252441970)>，模型文件請(qǐng)進(jìn)群下載,相關(guān)課程資料見(jiàn)課程附件。
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跟兵哥零基礎(chǔ)學(xué)疲勞強(qiáng)度理論和Fe-safe入門(mén)
本課程包含兩個(gè)模塊內(nèi)容，首先是疲勞強(qiáng)度的理論部分，第二是ABAQUS的Fe-safe疲勞計(jì)算軟件的使用入門(mén)介紹。 一、理論部分 第1節(jié)-第2節(jié)： 疲勞的基本概念與破壞機(jī)理 第3節(jié)-第8節(jié)： 高周疲勞 第9節(jié)-第13節(jié)：壽命的概率統(tǒng)計(jì)與可靠性 第14節(jié)-第18節(jié)：低周疲勞 二、軟件實(shí)操部分 目前理論部分已更完，F(xiàn)e-safe軟件部分更新中
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剛強(qiáng)度理論的實(shí)例教程
如何將有限元理論和軟件界面操作，理論和工程中的相關(guān)參數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系理解清楚可以觀看相關(guān)介紹課程，課程鏈接為：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15358
材料力學(xué)低碳鋼拉伸試驗(yàn)中，材料的變形分為四個(gè)階段：彈性階段、屈服流動(dòng)階段、強(qiáng)化階段和徑縮斷裂階段，如圖1，其中當(dāng)材料經(jīng)過(guò)d點(diǎn)后，材料很快發(fā)生斷裂，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力σb即為強(qiáng)度極限。但這只是實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象，它與材料的理論斷裂值還有很大的區(qū)別。
假設(shè)材料的斷裂是由于原子間距被拉的太遠(yuǎn)，超過(guò)了極限從而發(fā)生的斷裂。我們知道，原子之間的力與原子間的距離存在一定的關(guān)系，當(dāng)原子靠的特別近的時(shí)候，原子間存在排斥力，當(dāng)原子離的比較遠(yuǎn)的時(shí)候，原子間存在相互吸引力，在某一距離下，原子間的作用力為0，即平衡位置。
現(xiàn)在我們來(lái)考慮原子間的力與應(yīng)力的關(guān)系，根據(jù)應(yīng)力的定義
顯然，曲線上的最大值σm即代表原子間的最大結(jié)合力——理論斷裂強(qiáng)度，即在理論上認(rèn)為材料應(yīng)力超過(guò)σm時(shí)將被拉斷。作為一級(jí)近似，該曲線可用正弦曲線表示。
而實(shí)際上，對(duì)于純鐵的抗拉強(qiáng)度是只有170～270MPa左右，我們熟知的Q235鋼，其抗拉極限為375～460MPa，Q345鋼的抗拉強(qiáng)度約是490-620MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于材料的理論斷裂強(qiáng)度。主要原因在于公式(11)表示的是理想材料的斷裂強(qiáng)度，也就是說(shuō)材料中沒(méi)有任何的缺陷。但這是不可能的，材料在冶金、鑄造、加工等過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生一些初始缺陷，造成應(yīng)力集中從而大大降低了材料的強(qiáng)度缺陷。
下載地址：晶體材料強(qiáng)度與斷裂微觀理論
展開(kāi) 僅僅完成分析是不夠的，同時(shí)需要具備堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。本教程的首要目的是積累學(xué)習(xí)過(guò)程中的知識(shí)點(diǎn)，方便于后續(xù)查閱，其次幫助自己梳理知識(shí)架構(gòu)，能夠?qū)φw進(jìn)行把控，最后是讓自己養(yǎng)成一個(gè)習(xí)慣。以上也是每個(gè)人學(xué)習(xí)過(guò)程中都要經(jīng)歷的過(guò)程，單純看看或者是隨手記一下，均有可能會(huì)遺忘、丟失。所以系統(tǒng)的歸納是必須的。本教程能夠讓剛入門(mén)的工程師快速進(jìn)入到結(jié)構(gòu)分析工作中，雖然試驗(yàn)是必要的，但是對(duì)于CAE從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，快速掌握CAE分析技術(shù)、技巧也是頭等大事。
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展開(kāi) 強(qiáng)度理論及強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一般性總結(jié)
強(qiáng)度理論表達(dá)了對(duì)材料破壞現(xiàn)象的各種分析假設(shè)。材料的破壞可以分為脆斷破壞和屈服破壞兩種形式，材料在斷裂前沒(méi)有明顯的塑性變形稱為脆斷破壞，材料在斷裂前有明顯的塑性變形稱為屈服破壞；但是材料危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)可能是單向、雙向或者三向的，因此材料產(chǎn)生何種形式的破壞，和其應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。
工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于靜強(qiáng)度分析來(lái)講，我們常用的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一般有以下幾種：斷裂準(zhǔn)則、屈服準(zhǔn)則、莫爾準(zhǔn)則。
斷裂準(zhǔn)則：無(wú)裂紋體的斷裂準(zhǔn)則---最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則；帶裂紋體的斷裂準(zhǔn)則—線性斷裂力學(xué)準(zhǔn)則。
屈服準(zhǔn)則：最大剪應(yīng)力準(zhǔn)則；形狀改變比能準(zhǔn)則。
莫爾準(zhǔn)則：適用于拉壓強(qiáng)度不相等的材料。
1最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則
最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則是指無(wú)能材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)力達(dá)到極限值，材料發(fā)生脆性斷裂。該準(zhǔn)則適用于脆性材料的拉、扭，一般材料的三向拉伸等。
失效依據(jù)：
設(shè)計(jì)要求：
2線性斷裂力學(xué)準(zhǔn)則
該準(zhǔn)則適用于韌行材料脆性斷裂。由于裂紋尖端存在應(yīng)力集中，在應(yīng)力集中區(qū)域處于三向拉伸的應(yīng)力狀態(tài)，此時(shí)材料可能發(fā)生脆性斷裂。
設(shè)計(jì)要求：應(yīng)力強(qiáng)度因子低于材料的斷裂韌性(通常由實(shí)驗(yàn)確定)，即
3最大剪應(yīng)力準(zhǔn)則
最大剪應(yīng)力準(zhǔn)則是指無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)，只要最大剪應(yīng)力達(dá)到極限值，材料就發(fā)生屈服破壞。該準(zhǔn)則適用于塑性材料屈服破壞以及一般材料三向受壓情況下。
失效依據(jù)：
設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：
4形狀改變比能準(zhǔn)則
最大剪應(yīng)力準(zhǔn)則是指無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)，只要形狀改變比能達(dá)到極限值，材料就發(fā)生屈服破壞。準(zhǔn)則適用于塑性材料屈服破壞以及一般材料三向受壓情況下。
展開(kāi) image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202501/attachment/bcb24fa7799b40ae876bcf4919fa58d8.png">
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</div><p>汽車(chē)下擺臂剛強(qiáng)度分析APP針對(duì)汽車(chē)下擺臂建立分析模型，預(yù)測(cè)下擺臂在工作狀態(tài)下考慮不同載荷（側(cè)向力、垂向力、制動(dòng)力）作用下的變形和受力情況；本APP支持調(diào)整擺臂下板的厚度、擺臂材料參數(shù)以及載荷，用于評(píng)估不同設(shè)計(jì)方案對(duì)下擺臂的剛強(qiáng)度的影響。根據(jù)不同車(chē)型的性能和設(shè)計(jì)需求，可以開(kāi)發(fā)上擺臂、下擺臂剛強(qiáng)度分析APP，考察不同的擺臂材料、上/下板厚度等對(duì)其剛強(qiáng)度的影響。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202501/attachment/cf64b4b0236d4ebcb5b60dd9c3c25e55.png" style="text-align: center">
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材料力學(xué)中詳細(xì)列出了四種強(qiáng)度理論, 那么在workbench中如何將四種強(qiáng)度理論對(duì)應(yīng)展示出來(lái)呢?
在ansys workbench中結(jié)果提供了默認(rèn)的幾種應(yīng)力結(jié)果，參考前面的文章，其實(shí)在結(jié)果中還可以插入自定義的結(jié)果來(lái)表達(dá)應(yīng)力，因?yàn)樗械膽?yīng)力都是由三個(gè)方向的正應(yīng)力和三個(gè)方向的切應(yīng)力組成的，那么就可以通過(guò)自己編輯表達(dá)式的方法來(lái)加載了，可以分別提取四種強(qiáng)度理論對(duì)應(yīng)的應(yīng)力了
<p><span style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">汽車(chē)下擺臂是</span>汽車(chē)懸架系統(tǒng)<span style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">的重要組成部分，與</span>減震器<span style
本教程包含了結(jié)構(gòu)分析的相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)，從網(wǎng)格劃分開(kāi)始，到線性分析、非線性分析、疲勞分析等。前處理使用了ANSA(僅網(wǎng)格劃分)、HyperWorks(網(wǎng)格劃分、NASTRAN、ABQUS)、ABAQUS、nCode相關(guān)CAE分析軟件。其中針對(duì)汽車(chē)CAE結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)中的分析要求進(jìn)行了匯總整理，隨著時(shí)間推移其中一些分析方法有可能已更新，但還是有參考價(jià)值。雖然使用HyperWorks中的ABAQUS能夠解決汽車(chē)結(jié)構(gòu)分析的很多問(wèn)題
作者也還是學(xué)生，學(xué)識(shí)有限，本文全當(dāng)學(xué)習(xí)筆記和拋磚引玉之用。內(nèi)容來(lái)自《材料力學(xué)》《復(fù)合材料力學(xué)》
一、 各向同性材料
1. 最大正應(yīng)力理論
認(rèn)為材料進(jìn)入失效狀態(tài)的標(biāo)志是最大正應(yīng)力大于極限應(yīng)力。
如何準(zhǔn)確預(yù)報(bào)各種工程結(jié)構(gòu)中所用材料的強(qiáng)度是保證各種工程結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。500多年來(lái)，力學(xué)等多學(xué)科的科學(xué)工作者持續(xù)不斷地開(kāi)展了大量有價(jià)值的研究工作。然而，到目前為止，由于問(wèn)題的復(fù)雜性，所建立的強(qiáng)度模型和預(yù)報(bào)理論主要還是基于前人所建立的公設(shè)和大量數(shù)據(jù)所歸納的經(jīng)驗(yàn)公式。因此，許多學(xué)者也把材料破壞的預(yù)報(bào)問(wèn)題歸納為固體力學(xué)的終極問(wèn)題之一。
最新的一項(xiàng)研究嘗試了把材料強(qiáng)度的預(yù)報(bào)問(wèn)題納入理性的非平衡態(tài)熱力學(xué)的框架
材料力學(xué)低碳鋼拉伸試驗(yàn)中，材料的變形分為四個(gè)階段：彈性階段、屈服流動(dòng)階段、強(qiáng)化階段和徑縮斷裂階段，如圖1，其中當(dāng)材料經(jīng)過(guò)d點(diǎn)后，材料很快發(fā)生斷裂，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力σb即為強(qiáng)度極限。但這只是實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象，它與材料的理論斷裂值還有很大的區(qū)別。
假設(shè)材料的斷裂是由于原子間距被拉的太遠(yuǎn)，超過(guò)了極限從而發(fā)生的斷裂。我們知道，原子之間的力與原子間的距離存在一定的關(guān)系，當(dāng)原子靠的特別近的時(shí)候
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作者：劉笑天
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一個(gè)產(chǎn)品60%~70%的成本、性能、功能、質(zhì)量等指標(biāo)，在設(shè)計(jì)階段就已決定。仿真的價(jià)值，是滿足最基本的功能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上，向更高更快更強(qiáng)的性能、質(zhì)量、成本賦能，走出更堅(jiān)實(shí)一步。所以高水平的仿真工程師，應(yīng)該比設(shè)計(jì)更懂設(shè)計(jì)、比工藝更懂工藝
LaRC05準(zhǔn)則是NASA蘭利研究中心關(guān)于復(fù)合材料強(qiáng)度計(jì)算的新理論。其吸收了Puck準(zhǔn)則中關(guān)于基體失效的預(yù)測(cè)方法，并提出Kinking模型來(lái)描述纖維壓縮失效的起始還考慮了就位強(qiáng)度、材料非線性等復(fù)雜問(wèn)題近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。
纖維拉伸失效
纖維壓縮破壞
基體失效
Abaqus從2017版本開(kāi)始，內(nèi)置了UVARM和DMGINI
LaRC05準(zhǔn)則是NASA蘭利研究中心關(guān)于復(fù)合材料強(qiáng)度計(jì)算的新理論。其吸收了Puck準(zhǔn)則中關(guān)于基體失效的預(yù)測(cè)方法，并提出Kinking模型來(lái)描述纖維壓縮失效的起始還考慮了就位強(qiáng)度、材料非線性等復(fù)雜問(wèn)題近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。
纖維拉伸失效
纖維壓縮破壞
當(dāng)時(shí)，為纖維的splitting模式，當(dāng)時(shí)，為纖維的kinking模式。
基體失效
式中，；為纖維主方向應(yīng)力
四大強(qiáng)度理論定義與公式
