ansys與材料力學的案例
ANSYS與材料力學之扭轉（二）
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ANSYS與材料力學之軸向拉伸和壓縮（五
）
ANSYS與材料力學系列教程之扭轉（一）
前面的幾篇文章中，我們介紹完了材料力學的第二章——材料拉伸與壓縮方面的內容以及相應的ANSYS解法，今天我們正式開始學習材料力學第三章——扭轉。
工程中，當直桿受到的外力是作用在垂直于桿軸線的平面內的力偶，桿將會發生扭轉變形。單純發生扭轉的桿件不多，但以扭轉為主要變形的卻不少，如傳動軸，鉆桿等。對于這種結構我們可以直接用扭轉變形對其進行強度和剛度校核。
桿的扭轉和桿的拉壓可以
對比學習：桿受到拉（壓）時，產生拉（壓）應力和拉（壓）應變，桿受到扭轉時，產生切應力τ和切應變γ；拉壓時，在比例極限范圍內，拉應力和拉應變成正比，扭轉時，在比例極限范圍內，切應力和切應變成正比。
τ=Gγ
當我們研究桿件軸力與截面位置的關系時，需要繪制軸力圖；同樣，當我們研究桿件扭矩與截面位置的關系時，需要繪制
扭矩圖。與繪制軸力圖的方法一樣，繪制扭矩圖也用到
截面法來計算扭矩。下面討論例題3-1的材料力學解法和AMSYS解法。
一、材料力學解法：
Step1：分析受力，并計算外力偶矩。受力計算簡圖如下圖所示：
Step2：由軸的計算簡圖，使用截面法計算各軸段的扭矩。
Step3：根據計算結果，繪制扭矩圖如下圖所示：
根據扭矩圖可以看出，最大扭矩Tmax發生在CA段，其值為9.56kN·m。
二、ANSYS解法：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1.
展開 ANSYS與材料力學之軸向拉伸和壓縮（三）
通過正應力結果發現：
①橫截面（α=0）上的正應力最大，為10MPa，與材料力學計算結果一致；
②斜截面（α=45）上的正應力為5MPa，與材料力學計算結果一致；
③平截面（α=90）上的正應力最小，為0MPa，與材料力學計算結果一致；
2.切應力
提取切應力的方式與正應力類似，此處不再贅述。在Solution中插入Shear Stress后，將其重命名為“0”，表示在截面0上的切應力；在Details of Shear Stress中將Scoping Method改為Surface，將Surface設置為0，將Origin 設為YZ Component（根據材料力學定義的切應力方向。我們知道，在一般的空間應力狀態中，有6個切應力分量，但由于切應力互等定理，獨立的切應力分量只有3個，此處提取的應該是τ
zy，讀者應特別注意），將Coordinate System設置為0。同理，分別插入名為“45”和“90”的斜截面45和平截面90上的Shear Stress。設置完成后，最后右擊Solution（B6），選擇Eevaluate All Results，提取結果。
①橫截面（α=0）上的切應力為0MPa，與材料力學計算結果一致；
②斜截面（α=45）上的切應力最大，為5MPa，與材料力學計算結果一致；
③平截面（α=90）上的切應力為0MPa，與材料力學計算結果一致；
至此，該例題講解完畢。
展開 ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（七）
上篇文章我們主要講了應力集中的一些知識，并用ANSYS做了一個簡單的實例，與理論結果進行了對比。今天，我們通過材料力學中的一個習題，幫助讀者回顧下之前學過的知識。習題如下：
下面我們進行求解：
一、材料力學方法：
該題的整體思路為：
1. 根據理論力學知識求出AC、BD的軸力；
2. 根據應力計算公式求出工作應力，以此校核桿的強度；
3. 根據胡克定律求出桿的變形；
4. 根據桿的變形推算出A、B點的位移。
具體解法如下：
二、ANSYS方法：
1.若力F作用在F點：
Step1：建立材料模型。
打開Workbench，將Static Structural拖入Project Schematic。題目中給定了材料的彈性模量為E=210GPa，我們需要在Engineering Data中添加彈性模量為E=210GPa的材料，否則計算時軟件會按照默認的Structural Steel材料計算。
1.雙擊A2 Engineering Data進入材料管理模塊，點擊Click here to add a new material，輸入2-25，建立一個名為“2-25”的新材料。
2.單擊新建的2-25材料，在左邊的Toolbox中選擇Linear Elastic，雙擊Isotropic Elasticity，表示創建一個各向同性的線彈性材料。
展開 
ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（四）
結論：
①材料力學方法計算結果為1.2934mm，ANSYS計算結果為1.2945mm，結果基本一致。但材料力學計算方法使用小變形假設，在作圖求位移時，也進行了一定的簡化計算，所以ANSYS的計算結果應較為準確。
②材料力學中小變形假設，計算誤差在可接受范圍以內，但計算效率卻得到了很大的提高。
③該題還可使用彈性體的功能原理進行方便快捷的計算，ANSYS也可計算結構中的應變能，該方法將在下一篇文章中為大家講解。
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展開 [與大家分享]劉鴻文老師的材料力學經典教材
這是一本非常經典的材料力學教材，我找了好久才在網上找到。對于搞有限元分析，靈活運用ANSYS來說，學好材料力學是很有意義的。把這個經典教材和大家分享，希望對大家有所幫助！
材料力學(劉鴻文)上.part1.rar
材料力學(劉鴻文)上.part2.rar
材料力學(劉鴻文)下.rar
ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（五）
根據推導出的應變能計算公式，該結構中總的應變能為：
Vε=2*(FN^2*L)/2EA=
64.67J
根據彈性體的功能原理，載荷P做的功數值上等于結構總的應變能，即：
W=1/2*P*△A=Vε
△A=0.0012934m=1.2934mm
ANSYS解法：
該題的ANSYS解法，只需在上篇文章的ANSYS結果基礎上，提取一個應變能結果。
Step1：求解設置。
提取應變能結果，需要打開Beam Section Results，方法是：點擊Solution，在Details of Solution的Post Processing中，將Beam Section Results設置為Yes。
Step2：提取應變能結果。
選擇Results→Energy→Strain Energy，然后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結果。計算結果如下圖二。
結論：
①材料力學方法計算的總應變能為64.74J，ANSYS計算的總應變能結果為64.723J，兩者基本一致。
②使用彈性體的功能原理求解該題，更加方便快捷，這種方法也稱為能量法。
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展開 材料力學之壓桿穩定ANSYS特征值屈曲分析
屈曲變形
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基于ANSYS CLASSIC計算劉鴻文《材料力學》例題1.2及其命令流
利用APDL在ANSYS CLASSIC環境下進行了劉鴻文《材料力學》第10頁例題1.2的試算。重點在于對邊界條件的理解，APDL語言的應用。
命令流如下：
LiuHongWenExamp1_2.txt
ANSYS知識普及系列24——各種斷裂力學方法的適用材料
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友**好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
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聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網上；
2、如侵犯知識產權，請聯系ANSYS專家本人或者技術鄰，我將第一時間刪除。
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詳見下表：
展開 材料力學基礎知識，超全收藏！ 附材料力學劉鴻文下載
材料力學所涉及的內容分屬于兩個學科：
固體力學 (solid mechanics)，即研究物體在外力作用下的應力、變形和能量，統稱為應力分析 (stress analysis)。但是，材料力學又不同于固體力學，材料力學所研究的僅限于桿類物體，例如桿、軸、梁等。
材料科學 (materials science) 中的材料的力學行為 (behaviors of materials)，即研究材料在外力和溫度作用下所表現出的力學性能 (mechanical properties) 和失效 (failures) 行為。但是，材料力學所研究的僅限于材料的宏觀力學行為，不涉及材料的微觀機理。
力學特性是指在外力作用下材料變形與所受外力之間的關系，以及材料抵抗變形和破壞的能力，這些力學特性均需通過材料試驗確定。
以上兩方面的結合，使材料力學成為工程設計 (engineering design) 的重要組成部分，即設計出桿狀構件或零部件的合理形狀和尺寸，以保證它們具有足夠的強度、剛度和穩定性。
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復合材料力學介紹—— 基本概念和分類 附復合材料力學文檔下載
引言
復合材料的定義有多種，大體而言，指的是兩種或多種不同性質的材料用物理和化學方法在宏觀尺度上組成具有新性能的材料。
本系列大體上參考《復合材料力學》，沈觀林等著，清華大學出版社。
文章盡量少地牽涉數學公式，以概念和觀點為主，并在最后增加了一些案例，說明復合材料力學是如何進行分析的。
本人在復合材料力學分析的水平和經驗水平有限，希望大家能一起學習討論。
基本概念
復合材料這個概念并不新鮮，人類很早就開始使用復合材料，如古代使用的土坯磚就是由黏土和稻草（或麥稈）組成；此外，我們熟知的鋼筋混凝土、膠合板等，都是復合材料。
復合材料從應用的角度大致可以分為2類：
功能復合材料，如導電、耐高溫燒蝕、磨阻等；
結構復合材料，作為一種結構件，具有高比強度或比剛度，我們這個系列主要討論的就是這類復合材料。
基本分類
結構復合材料由基體材料和增強材料兩部分組成：
基體材料，主要起到連接、固定、傳遞、保護等作用，通常由樹脂、金屬和非金屬；
增強材料，核心作用，提供材料的剛度和強度。
復合材料相比金屬材料，復雜得多，具有很多特點，并且可設計。
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彈性力學對材料力學的批判與繼承 附彈性力學教程王敏中下載
相對應的，彈性力學借助于微元體，可以求出彈性體任意點的應力、應變和位移，那么，這些解對應于材料力學的工程目標，應力、應變解可用于分析彈性體的強度問題，應變和位移可以分析彈性體的剛度問題，應力可以分析彈性體的穩定性問題，也就是說彈性力學與材料力學具有相同的工程目標。
下載地址：彈性力學教程王敏中
ANSYS 材料表
2有限元分析用的材料屬性表material.xls
Ansys材料庫(詳細力學參數).pdf
Ansys+GRANTA+MDS-瀏覽版-2020.pdf
