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ANSYS后處理中的應力與屈服準則!
ansys后處理該看的那些應力
01
應力
材料發(fā)生形變時,內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力,抵抗外力把分布內(nèi)力在一點的集度稱為應力 (Stress),應力與微面積的乘積即微內(nèi)力或物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時,在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力,以抵抗這種外因的作用,并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。我們分析后查看應力,目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢?比如混凝土、鋼材,應該就是用萬能壓力機進行的單軸破壞試驗吧。也就是說,我們在ANSYS計算中得到的應力,總是要和單軸破壞試驗得到的結(jié)果進行比對的。所以,當有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時,通過查看某一個方向,如plnsol,s,x 等,是有意義的。但三維實體結(jié)構(gòu)中,應力分布要復雜得多,不能僅用單一方向上的應力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應力值——就出現(xiàn)了強度理論學說。
材料力學中的四種強度理論
01
最大拉應力強度理論
該理論認為,材料破壞的主要因素是最大拉應力,無論何種狀態(tài),只要最大拉應力達到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應力,則材料斷裂。其中,某點的最大拉應力數(shù)值,就是其第一主應力數(shù)值。
展開 ANSYS workbench泵殼熱應力分析 ¥10
本案例適合哪些人學習:
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么:
1、學習泵殼的三維模型處理
2、學習線性熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學習泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學習泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹:
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ansys中的節(jié)點應力
我想知道ansys中的節(jié)點應力是如何得到的?因為理論上講應力應該是針對微元體來講的,單純的節(jié)點是不存在應力的,那么ansys中結(jié)果所提供的節(jié)點應力是怎樣得到的?與單元表所顯示的應力往往存在較大差別,那實際進行強度分析的時候應該以哪個為準呢?
ANSYS如何提取某一節(jié)點的應力時程 ¥100
首先明確ANSYS的節(jié)點附加在單元上,可以通過選擇單元上節(jié)點的方法提取節(jié)點應力。
1 確定節(jié)點所在單元,顯示節(jié)點編號。
例單元號8560,節(jié)點號8678。
2 進入TimeHist Postpro, 定義變量。
3變量顯示。
付費內(nèi)容為相關(guān)命令流。

ANSYS workbench中的應力到底對應什么(一)
在 ANSYS Workbench 中,“應力”(Stress)是結(jié)構(gòu)力學分析中最核心的結(jié)果,它對應物體內(nèi)部因外力、約束或溫度變化等因素產(chǎn)生的內(nèi)力分布強度,具體反映了材料抵抗破壞變形的程度。
1. 應力的物理本質(zhì)
從力學角度,應力是物體內(nèi)部某一點處 “內(nèi)力” 與 “受力面積” 的比值,數(shù)學表達式為:
σ = F / A(σ 為應力,F(xiàn) 為內(nèi)力,A 為受力面積)
當物體受到外部載荷(如拉力、壓力、扭矩等)或約束限制時,內(nèi)部會產(chǎn)生抵抗變形的內(nèi)力,應力就是這種內(nèi)力在微觀層面的 “強度體現(xiàn)”。
例如:一根鋼桿受拉力時,內(nèi)部原子間會產(chǎn)生吸引力抵抗拉伸,應力越大,意味著原子間的 “拉扯力度” 越強。
2.
展開 應力集中問題與ANSYS驗證
在工程上,應力集中的程度用局部最大應力σmax與該截面上的名義應力σnom的比值來表示,即
Ktσ=σmax/σnom
Ktσ稱為理論應力集中系數(shù)。下面,我們將通過一個典型應力集中問題——帶孔平板,使用ANSYS軟件求出最大應力和應力分布圖,并與彈性理論計算的結(jié)果進行比較:
根據(jù)彈性力學知識,孔邊環(huán)向正應力的大小是無孔時的3倍,隨著遠離孔邊而極速趨近于q。
ANSYS求解:
Step1:在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
由于我們使用平面應力模型計算,所以建模時必須要將橫截面建立在xy平面上。建立一個邊長為20mm×10mm的平面模型,中間孔的直徑為2mm。我們將模型分為四部分,方便在每部分的邊界上設(shè)置Path,從而繪制應力曲線。由于該模型同時關(guān)于X軸和Y軸對稱,我們也可以使用四分之一模型建模。此處筆者使用完整模型。建立完成以后,使用share命令共享拓撲,然后點擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進入Workbench。
Step2:設(shè)置分析類型(2D)。
在Project Schematic中的空白處點擊右鍵,選擇Properties,打開Properties of Project Schematic。單擊項目中的A3(Geometry)欄,在Propertiesof Project Schematic A3: Geometry中將AnalysisType切換為2D。(若Analysis Type為3D,則導入平面幾何后軟件將使用殼單元計算。)
展開 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(nèi)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(gòu)成了材料內(nèi)部的應力狀態(tài)。
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(zhì)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(chǎn)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(nèi)部會產(chǎn)生抵抗這種滑動的內(nèi)力,單位面積上的這種內(nèi)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(xiàn)形式
在 Workbench 的結(jié)構(gòu)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(shè)置一個橫梁受到上面力的作用,則截面會產(chǎn)生剪切效果,計算后查看結(jié)果
那么根據(jù)理解,剪切應力最大的應該發(fā)生在平行于ZY平面的截面上,那么提取結(jié)果應該看YZ的剪切應力,提取結(jié)果如下
發(fā)現(xiàn)YZ結(jié)果并非理解的剪切應力的云圖,經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),剪切應力的大小遵循材料力學定義的方向,如下圖所示
結(jié)果提取Txy之后的應力可以發(fā)現(xiàn)結(jié)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(cè)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正齒輪組 - 應力評估
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應力。根據(jù)工程判斷,最大應力發(fā)生在接觸點或由于
齒彎曲而導致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制,即齒輪可以在深度方向上自由膨脹(或收縮),因此它被建模為平面應力問題。
步驟 1:概述
正齒輪的齒與安裝齒輪的軸的軸線平行,在平行軸之間傳輸動力。為了保持恒定的角速度比,兩個嚙合的齒輪必須滿足齒輪傳動的基本定律:齒的形狀必須使得兩個齒接觸點的共同法線必須始終通過中心線上的固定點。接觸點稱為節(jié)點。
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應力。根據(jù)工程判斷,最大應力發(fā)生在接觸點或由于齒彎曲而導致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制,即齒輪可以在深度方向上自由膨脹(或收縮),因此它被建模為平面應力問題。
第 2 步:工程數(shù)據(jù)(材料模型)
本教程選定的材料是“結(jié)構(gòu)鋼”,它是 ANSYS Workbench 中的默認材料。
展開 Ansys Workbench應力線性化過程
首先,要進行應力線性化,必須定義適當?shù)穆窂剑趍odel標簽上右鍵插入Construction Geometry,如下圖:
2. 選擇后,Outline中出現(xiàn)Construction Geometry選項,在選項上右鍵插入path,如下圖:
3.
插入路徑后,顯示如下圖所示路徑的Detail選項卡,黃色區(qū)域是對路徑的定義區(qū)域【默認的,face模式,則取點為面中心,
edge模式,取點為其中點,vertex模式,取點為模型上存在的點,坐標模式,取點為鼠標點擊的模型表面任一點,選中的點都可以Detail項中的x,y,z坐標值進行調(diào)整】
4. 定義好的路徑如下圖所示
5. 定義好路徑后,在標簽【Solution】上右鍵插入應力線性化選項,或者點中【Solution】后,在快捷欄選擇一種應力線性化,效果是一樣的,如下圖所示
6. 插入應力線性化選項后,出現(xiàn)如下圖所示的Detail選項卡,黃色為預選的路徑
定義好的路徑會在這里顯示,選擇一個作為當前線性化路徑
7. 線性化的結(jié)果示例。
展開 Ansys 查看高斯點上的應力
許多時候我們需要在ANSYS中查看高斯點上的應或者和應變,然而我們看到的節(jié)點上的應力或者應變通常是由高斯點上的應力或者應變外插而來,這時候我們就需要用到ERESX這個命令了。
ERESX命令使用格式:ERESX,Key(GUI: Main>solution > Load Step Opts > Output Ctrls > Integration Pt或Main Menu > Preprocessor > Loads > Load
Step Opts > Output
Ctrls > Integration Pt)
Key為外插法控制鍵,有DEFA,YES和NO三個選項,分別對應著三種情況:
DEFA(默認設(shè)置):除了具有塑性、蠕變或膨脹等非線性特性的單元意外,將積分點的結(jié)果進行外插擴展到所有單元的節(jié)點上。
YES: 將積分點的結(jié)果進行外插擴展到所有單元的節(jié)點上,僅將線性結(jié)果數(shù)據(jù)通過外插法擴展到這些具有塑性、蠕變或膨脹非線性特性的單元上。
NO: 將積分點上的結(jié)果復制(不是外插)到所有單元的節(jié)點上。
顯然,當我們不確定ANSYS是如何外推的,想直接查看高斯點上的應力、應變或其它結(jié)果的時候,我們就可以直接使用ERESX,no這個命令來查看了。
注意:對于非線性的數(shù)據(jù)ANSYS總是采用復制的方式擴展到節(jié)點上,而不是外推法,當 然,你也可以用ERESX,yes來采用外推法;這個命令同樣可以在prep7中使用;
轉(zhuǎn)載來源于
http://blog.sina.com.cn/s/blog_934e096a0102wkyb.html
展開 ANSYS在壓力容器行業(yè)的應用-應力強度分析
圖1-煤氣水分離器結(jié)構(gòu)實體模型
單元選擇及網(wǎng)格劃分
分析采用ANSYS有限元分析軟件提供的SOLID185進行網(wǎng)格劃分。因SOLID185為八節(jié)點實體單元,壁厚方向至少劃分4份以保證足夠的計算精度。
不斷加密網(wǎng)格直至計算結(jié)果基本無變化,最終用于計算的有限元網(wǎng)格見圖2,模型單元數(shù)為602068,節(jié)點數(shù)為755179。
圖2-模型網(wǎng)格圖
邊界條件及載荷施加
邊界條件
各工況均在支座下表面約束環(huán)向位移和軸向位移,模型施加邊界條件見圖3。

ANSYS后處理中的應力與屈服準則
ansys后處理該看的那些應力
01
應力
材料發(fā)生形變時,內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力,抵抗外力把分布內(nèi)力在一點的集度稱為應力 (Stress),應力與微面積的乘積即微內(nèi)力或物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時,在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力,以抵抗這種外因的作用,并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。我們分析后查看應力,目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢?比如混凝土、鋼材,應該就是用萬能壓力機進行的單軸破壞試驗吧。也就是說,我們在ANSYS計算中得到的應力,總是要和單軸破壞試驗得到的結(jié)果進行比對的。所以,當有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時,通過查看某一個方向,如plnsol,s,x 等,是有意義的。但三維實體結(jié)構(gòu)中,應力分布要復雜得多,不能僅用單一方向上的應力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應力值——就出現(xiàn)了強度理論學說。
材料力學中的四種強度理論
01
最大拉應力強度理論
該理論認為,材料破壞的主要因素是最大拉應力,無論何種狀態(tài),只要最大拉應力達到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應力,則材料斷裂。
展開 吊艙掛載應力分析SW和ansys分析對比
吊艙掛載應力分析
吊艙掛載方式細節(jié)圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定,螺釘由中心盤內(nèi)向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應力分析
吊艙掛載后的吊艙架應力分析模型。材質(zhì)選擇鋁合金6063-T6,密度為2700kg/m^3。
彈性模量:6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個孔位為吊艙架的固定孔位,吊艙架1和吊艙架2設(shè)定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉(zhuǎn)換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個孔位處懸掛吊艙。(選擇總數(shù),而非按條目)
③網(wǎng)格化后,運行應力分析得下圖結(jié)果。紅色處為最大形變量結(jié)果,形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強度足夠。
ANSYS靜應力分析結(jié)果,材質(zhì)選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio:0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致,均是頂部型變量最大。
材料:
向下的力:
限制位移固定工件。
展開 ANSYS Workbench橢圓人孔應力分析 ¥29
3 結(jié)果討論
圖5給出了人孔應力強度分布,可見,應力最大值位置出現(xiàn)在人孔加強圈與鍋殼相貫位置短軸端部內(nèi)側(cè)。最大應力值為240.36MPa。
圖5 應力強度云圖
在應力較大位置取4條評定線(見圖6),按照線法進行應力分解,分解及評定結(jié)果如下。
圖6 評定線位置
路徑1
路徑2
路徑3
路徑4
許用應力強度Sm=125MPa,局部薄膜應力限制值為1.5X125=187.5MPa,局部薄膜加彎曲應力限制值為3X125=375MPa,因此評定結(jié)果通過,結(jié)構(gòu)設(shè)計安全。
算例源文件見付費內(nèi)容
展開 ansys后處理要看的那些應力
在用ANSYS進行實體分析的時候,只是提供了各種各樣的應力云圖,有時說一說XYZ方向的應力,有時說等效應力、von misses應力部分說明也不是很明確。這其實就是基礎(chǔ)的材料力學問題:
什么時候可以查看某方向的應力
應力的定義。我們分析后查看應力,目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢?比如混凝土、鋼材,應該就是用萬能壓力機進行的單軸破壞。也就是說,我們在ANSYS計算中得到的應力,總是要和單軸破壞試驗得到的結(jié)果進行比對的。所以,當有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時,通過查看某一個方向,如plnsol,s,x等,是有意義的。但三維實體結(jié)構(gòu)中,應力分布要復雜得多,不能僅用單一方向上的應力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應力值——于是就出現(xiàn)了強度理論學說。
材料力學中的四種強度理論
1、第一強度理論:最大拉應力強度理論
該理論認為,材料破壞的主要因素是最大拉應力,無論何種狀態(tài),只要最大拉應力達到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應力,則材料斷裂。其中,某點的最大拉應力數(shù)值,就是其第一主應力數(shù)值。
2、第二強度理論:最大拉應變理論
引起材料破壞的主要因素,是最大拉應變。無論何種狀態(tài),只要最大拉應變達到材料拉伸斷裂時的最大應變值,則材料斷裂。此時,形式上將主應力的某一綜合值與材料單向拉伸軸向拉壓許用應力比較,這個綜合值就是等效應力——equivalent stress。相關(guān)公式。
3、第三強度理論:最大切應力理論
引起材料屈服的主要因素是最大切應力,不論何種狀態(tài),只要最大切應力達到材料單向拉伸屈服時的最大切應力,則認為材料屈服:
4、第四強度理論:畸變能理論
彈性體在外力作用下產(chǎn)生變形,荷載做功、彈性體變形儲能,稱之為應變能(分為畸變能和體積的改變能)。
展開