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登錄ansys剪切因子的案例
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。
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
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
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
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
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。)
展開 在ANSYS中計算裂縫應力強度因子的技巧
在ANSYS中計算裂縫應力強度因子的技巧
裂縫應力強度因子用ANSYS中怎么求呀。另外,建模時,裂紋應該怎么處理呀,難道只有畫出一條線嗎?
首先說一下裂紋怎么畫,其實裂紋很簡單啊。只要畫出裂紋的上下表面(線)就可以了,即使是兩個面(線)重合也一定要是兩個面(線);如果考慮道對稱模型就更好辦了,裂紋尖點左面用一個面(線),右邊用另外一個面(線),加上對稱邊界約束。
再說一下裂尖點附近網格的劃分。ansys提供了一個kscon的命令,主要是使得crack
tip的第一層單元變成奇異單元,用來模擬斷裂奇異性(singularity)。當然這個步驟不是必須的,有的人說起用ansys算強度因子的時候就一定要用奇異單元,其實是誤區(原因下面解釋)
好了,回到強度因子的計算。其實只要學過一些斷裂力學都知道,K的求法很多。就拿Mode
I的KI來說吧,Ansys自己提供了一個辦法(displacement extrapolation)
,中文可能翻譯作“位移外推”法,其實就是根據解析解的位移公式來對計算數據進行fitting的。分3步走,如果你已經算完了:
第一步,先定義一個crack-tip的局部坐標系,這是ansys幫助文件中說的,其實如果你的裂紋尖端就是整體坐標原點的話,而且你的x-axis就順著裂紋,就沒有什么必要了。
第二步,定義一個始于crack-tip的path,什么什么?path怎么定義??看看幫助吧,在索引里面查找fracture
mechanics,找到怎么計算斷裂強度因子。(my god,我這3步全是在copy幫助中的東東啊)。
第三步,Nodal
Calcs>Stress Int Factr ,別忘了,這是在后處理postproc中啊。
展開 基于ANSYS的三維CT試樣強度因子K1值計算 ¥35
幾何模型
有限元模型
等效應力
附件包括K.txt計算命令流
通過ansys利用均勻化理論計算復合材料等效性能--等效彈性模量,剪切模量等
/PREP7
*SET,ALPH,0.5
*SET,TEMP,1
a=100
c1=0.4988
c2=1-c1
r1=sqrt(c1*a*a/3.1415926*4)
ET,1,PLANE42
KEYOPT,1,3,2
MP,EX,1,83.3
MP,PRXY,1,0.22
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,1,,ALPH
MPDATA,ALPY,1,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,1,,0
MP,EX,2,3.33
MP,PRXY,2,0.35
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,2,,ALPH
MPDATA,ALPY,2,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,2,,0
RECTNG,0,a,0,a,
PCIRC,r1, ,0,90,
AOVLAP,all
wpro,-45.000000,,
wpro,,,-90.000000
asbw,4
WPCSYS,-1,0
WPROTA,-45
CSWPLA,11,0,1,1,
CSYS,11
lsel,s,,,2,4
lsel,a,,,6
LESIZE,ALL, , ,11, ,1, , ,1,
lsel,s,,,10,11
lsel,a,,,1
LESIZE,ALL, , ,6, ,1, , ,1,
lsel,s,,,8,9
LESIZE,ALL, , ,22, ,1, , ,1,
allsel,
TYPE,1
MAT,1
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
amesh,3
TYPE,1
MAT,2
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
amesh,1,2
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