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登錄ansys中剪切力的案例
產品厚度設計中的“痛點”:鎖模力與剪切率如何平衡?
CAE模流分析第20招:全文閱讀請點此處
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 ANSYS的lsdyan中螺栓預緊力Bolt Pretension加載
? 若為同一梁連接同時定義了 Dynamic Relaxation 文件夾中的螺栓預緊力和 LS - DYNA 瞬態分析下的螺栓預緊力,分析時僅使用最后定義的那個。
一文讀懂怎么使用ANSYS中的遠端力
機械專業的學生,本科階段大概都做過減速器的課程設計,設計過程中有一步:使用材料力學的組合變形知識對齒輪軸進行校核。筆者從材料力學書上找到了一個類似的題目:
本文我們只探討繪制彎矩圖和扭矩圖。按照傳統做法,我們首先把每個齒輪上的作用力向該齒輪所在處軸的截面形心簡化:2個徑向力可以根據力的可傳性直接平移到傳動軸上,2個切向力可以根據力的平移定理等效移動到傳動軸上。繪制受力圖如下:
分別繪制Z向(c)、Y向(d)的彎矩圖以及扭矩圖(e)如下:
讀者考慮,如果我們要在ANSYS中繪制該題的彎矩圖和扭矩圖,該怎么操作呢?是不是還和材料力學的做法一樣,先將力向傳動軸形心進行簡化呢?使用ANSYS做的話,肯定不用這么麻煩了,那我們應該怎么加載齒輪上的切向力呢?下面該本文的主角
Remote Force出場了。
首先我們使用ANSYS求解下該題,由于今天主角是Remote Force,所以其他操作筆者簡單說一下,有疑問可以私信筆者。
Step1:創建幾何模型。
根據題目中齒輪軸的幾何尺寸和受力位置,在SCDM中創建線體模型,并共享重合拓撲。
Step2:創建Path用來繪制彎矩扭矩圖。
Step3:網格劃分
自由網格劃分,尺寸設置為20mm。
Step4:載荷及邊界條件設置。
為了施加載荷及邊界條件方便,我們將坐標系方位改為題目中的方位。
1 .載荷:徑向力和切向力。
徑向力:使用Force,位置和大小根據題目條件。
展開 
ANSYS在后處理中如何顯示力流的矢量圖
這需要一個命令:
PLVECT, Item, Lab2, Lab3, LabP, Mode, Loc, Edge, KUND
下面挑重點介紹一下這個命令的各個參數:
Item:顯示項目,ansys提供了一個整套解決方案,比如顯示節點位移方向(此時Item處填寫U)、主應力矢量方向(此時Item處填寫S)等等,具體請到ANSYS幫助文件中(或輸入命令 help,plvect)查找表格;
Lab2, Lab3, LabP:針對不同的Item有不同的設置,甚至還支持自定義Item,而對于常規項目,比如第一主應力,就是Lab2位置填1,其他兩處留空白;
Mode:為RAST時為柵格圖,為VECT時為向量圖;
Loc:顯示位置,為elem時矢量顯示在單元內部,為node時為顯示在節點處;
Edge:設置單元邊緣是否顯示(on/off)
KUND:設置在變形或非變形的模型中顯示矢量(0/1)
另外,如果感覺箭頭大小不符合要求,可以利用/VSCALE 命令調整,如果ansys系統提供的顯示項目中并沒有你想要的,那可以先利用 ETABLE命令建立單元表,然后在Item中適當調用即可。
上面的這種顯示結果是用:plvect,S,1,,,vect,elem,on 做到的
再比如可以這樣:plvect,U
然而,最后我并不覺得這項功能有多么高的價值,如果模型比較簡單,那利用云圖或者肉眼直接就能看出來力流方向,如果模型復雜呢,那這個矢量圖也會復雜到亂糟糟一片,甚至到看不清楚方向的地步。。。
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展開 結構仿真逆向邏輯:深度解析如何在 Ansys 中給定位移并精確提取支反力 ¥2
05 結語
在 Ansys Workbench 中,雖然沒有直接名為“全局方程”的模塊來求解這種“已知位移反求載荷”的問題,但通過 “位移約束 + 探針提取反力” 這一組合,我們可以更直觀地獲得等效結果。
思考拓展:
如果需要模擬彈簧在拉伸 2cm 后,再增加 100N 載荷的情況,僅用靜力學分析是不夠的,需要引入 Multi-Step 分析,即第一步強制位移 2cm,第二步鎖定位移并施加載荷。