ansys應(yīng)力強(qiáng)度
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys應(yīng)力強(qiáng)度的視頻教程
ABAQUS計(jì)算構(gòu)件裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子
本實(shí)例利用ABAQUS計(jì)算裂紋開裂時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子，為管道構(gòu)件、三維構(gòu)件、多應(yīng)力奇異尖端等類似問題應(yīng)力強(qiáng)度因子求解提供模擬思路
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ABAQUS 三維斷裂韌性--應(yīng)力強(qiáng)度因子
運(yùn)用ABAQUS，模擬運(yùn)算在特定的載荷（此載荷為三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中測(cè)定的斷裂載荷）作用下，在預(yù)制裂紋的情況下，模擬產(chǎn)生的極限應(yīng)力強(qiáng)度因子，與理論計(jì)算的斷裂韌性進(jìn)行比較，確定誤差。 運(yùn)用有限元擴(kuò)展XFEM技術(shù)，計(jì)算出三維裂紋在載荷作用下的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
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abaqus云圖積分法求應(yīng)力強(qiáng)度因子
無論您是 Abaqus 軟件初學(xué)者，還是致力于深入研究應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算的專業(yè)人士，本視頻都將帶您深入了解這一重要分析方法的實(shí)際應(yīng)用，助您快速掌握利用 Abaqus 云圖積分法求解應(yīng)力強(qiáng)度因子的核心技能，提升您在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平與實(shí)踐能力。
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ansys應(yīng)力強(qiáng)度的實(shí)例教程
基于ANSYS的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度
a 裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度KI研究的意義
b 裂紋尖端KI的計(jì)算方法
c 裂紋尖端應(yīng)力奇異性處理
d ANSYS計(jì)算過程及結(jié)果
1、裂紋尖端斷裂力學(xué)參數(shù)研究意義
v 隨著現(xiàn)代高強(qiáng)材料和大型結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，一些按傳統(tǒng)強(qiáng)度理論和常規(guī)方法設(shè)計(jì)、制造的產(chǎn)品，發(fā)生了不少重大斷裂事故。 v20世紀(jì)50年代，美國北極星導(dǎo)彈固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射時(shí)發(fā)生低應(yīng)力脆斷。 v1965年，英國某大型合成塔在水壓試驗(yàn)時(shí)斷裂成兩段。 事故調(diào)查發(fā)現(xiàn) →斷裂起源于構(gòu)件中裂紋
va 傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論
缺陷：傳統(tǒng)強(qiáng)度理論并沒有考慮材料中是否有缺陷，對(duì)有缺陷的材料，對(duì)其安全可靠性不能做出正確的判斷。
b v工程中常見的幾種裂紋
K反映了裂紋尖端應(yīng)力場的強(qiáng)弱程度
c K斷裂準(zhǔn)則
為材料的斷裂韌性
(1)確定含裂紋構(gòu)件的臨界載荷。G，a，KIC → Fc
(2) 確定裂紋的極限尺寸。G，F(xiàn)，KIC → a
(3) 確定帶裂紋構(gòu)件的安全性。
2、裂紋尖端KI的計(jì)算方法
解析法
f(a,w,…)為幾何修正系數(shù)
缺陷：適用于幾何簡單的板類，桿類，梁類構(gòu)件；對(duì)于較復(fù)雜得構(gòu)件，無法得到正確的解析解 。
結(jié)論：
v驗(yàn)證了1/4節(jié)點(diǎn)處理裂紋尖端奇異性是可以的。 v
在數(shù)值法計(jì)算中，隨著平板尺寸的增大，KI的值逐漸接近于解析值。
展開 在ANSYS中計(jì)算裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子的技巧
裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子用ANSYS中怎么求呀。另外，建模時(shí)，裂紋應(yīng)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(shí)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(gè)面（線）重合也一定要是兩個(gè)面（線）；如果考慮道對(duì)稱模型就更好辦了，裂紋尖點(diǎn)左面用一個(gè)面（線），右邊用另外一個(gè)面（線），加上對(duì)稱邊界約束。
再說一下裂尖點(diǎn)附近網(wǎng)格的劃分。ansys提供了一個(gè)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(dāng)然這個(gè)步驟不是必須的，有的人說起用ansys算強(qiáng)度因子的時(shí)候就一定要用奇異單元，其實(shí)是誤區(qū)（原因下面解釋）
好了，回到強(qiáng)度因子的計(jì)算。其實(shí)只要學(xué)過一些斷裂力學(xué)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(gè)辦法（displacement extrapolation）
，中文可能翻譯作“位移外推”法，其實(shí)就是根據(jù)解析解的位移公式來對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行fitting的。分3步走，如果你已經(jīng)算完了：
第一步，先定義一個(gè)crack-tip的局部坐標(biāo)系，這是ansys幫助文件中說的，其實(shí)如果你的裂紋尖端就是整體坐標(biāo)原點(diǎn)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(gè)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(jì)算斷裂強(qiáng)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 幾何模型如圖所示，楊氏模量2.1X1011pa，屈服強(qiáng)度355MPa，抗拉強(qiáng)度450MPa，斷后伸長率20%。左邊固定，右邊施加1000N垂直向下的力，計(jì)算材料的安全系數(shù)。
一、載荷約束如圖所示
二、通過軟件分析得到的應(yīng)力收斂解為188.01MPa，安全系數(shù)n1=1.89。
三、使用名義應(yīng)力法對(duì)倒角最大處求解名義應(yīng)力
對(duì)應(yīng)力最大位置獲取力矩為37000N*mm，慣性矩為810mm^4，形心距為3mm，抗彎截面系數(shù)為300 mm^3。即可獲得最大點(diǎn)處的名義應(yīng)力為137MPa。安全系數(shù)為n2=355/137=2.6。
三、根據(jù)《德國FKM強(qiáng)度評(píng)估指南》
3.1、
3.8、FKM中材料利用率與安全系數(shù)互為倒數(shù)，n3=3.4
4、通過對(duì)三種分析結(jié)果判斷
n3 >n2>n1
3.4 >2.6 >1.89
FKM安全系數(shù)最大，收劍解安全系數(shù)最小。
展開 主應(yīng)力差：
S
12
=
σ
1
-
σ
2
S
23
=
σ
2
-
σ
3
S
31
=
σ
3
-
σ
1
應(yīng)力強(qiáng)度：
S
=
Max{|S
12
|,|S
23
|,|S
31
|}
總體一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度極限為KSm，局部一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度極限為1.5KSm（對(duì)錐殼小端為1.1KSm），一次薄膜加一次彎曲應(yīng)力強(qiáng)度極限為1.5KSm，一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度加二次彎曲應(yīng)力強(qiáng)度極限為3.0Sm，一次+二次+峰值應(yīng)力強(qiáng)度極限為2Sa。Sm為許用應(yīng)力強(qiáng)度，Sa為許用應(yīng)力幅值。K為載荷系數(shù)，設(shè)計(jì)工況下K=1, 液壓試驗(yàn)工況K=1.25。
應(yīng)力分析結(jié)果
圖5給出了模型在設(shè)計(jì)工況下的應(yīng)力分布圖，由圖可知，最大應(yīng)力值都位于接管N4a與殼體相交外圓角處。
圖5-設(shè)計(jì)工況下應(yīng)力分布圖
應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定
圖6~11給出了設(shè)計(jì)工況下線性化路徑圖。表2給出了線性化結(jié)果。
展開 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)果來表達(dá)應(yīng)力，因?yàn)樗械?em>應(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，那么就可以通過自己編輯表達(dá)式的方法來加載了，可以分別提取四種強(qiáng)度理論對(duì)應(yīng)的應(yīng)力了，具體參考方法如下圖所示
在結(jié)果中insert/user defined result/Expression中填寫對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度理論表達(dá)式
1. 第一強(qiáng)度理論（最大拉應(yīng)力理論）
核心思想：材料破壞由最大拉應(yīng)力引起，當(dāng)構(gòu)件內(nèi)某點(diǎn)的最大拉應(yīng)力達(dá)到單向拉伸的極限應(yīng)力（如屈服強(qiáng)度 σ?或強(qiáng)度極限 σ?）時(shí)，材料發(fā)生破壞。
等效應(yīng)力 σ? = max (σ?)
（σ?為第一主應(yīng)力，只考慮拉應(yīng)力，壓應(yīng)力不參與破壞判斷）
適用場景：脆性材料（如鑄鐵、玻璃）的拉伸破壞，不適用塑性材料。
ANSYS 中表達(dá)式：S1（或者默認(rèn)的maximum principal stress）
2. 第二強(qiáng)度理論（最大伸長線應(yīng)變理論）
核心思想：材料破壞由最大伸長線應(yīng)變引起，當(dāng)構(gòu)件內(nèi)某點(diǎn)的最大伸長線應(yīng)變達(dá)到單向拉伸的極限應(yīng)變時(shí)，材料發(fā)生破壞。
等效應(yīng)力 σ? = σ? - μ(σ? + σ?)
σ?、σ?、σ?為主應(yīng)力，μ 為泊松比
適用場景：脆性材料在單向壓縮或受約束的拉伸情況下（如混凝土受壓、巖石受圍壓），實(shí)際應(yīng)用較少。
ANSYS 中表達(dá)式：s1-0.3*(s2+s3)
3.
展開 
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ansys應(yīng)力強(qiáng)度的最新內(nèi)容
問題：
在做結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元仿真的過程中，我們經(jīng)常被問：結(jié)構(gòu)在某個(gè)載荷下能不能用，材料會(huì)不會(huì)失效。回答這個(gè)問題的邏輯也簡單：給出材料的許用應(yīng)力，將仿真結(jié)果的應(yīng)力值和許用應(yīng)力進(jìn)行比較，仿真應(yīng)力大于許用應(yīng)力就判斷不合格。
但是做了仿真就知道，計(jì)算結(jié)果的應(yīng)力提取類型有很多，而可查到的材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)值又少的可憐。尤其是最近遇到一種纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度仿真問題，要判斷塑料件在給定載荷下是否失效
概述
PCB 組件在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)直接影響其電性能與長期可靠性。過高的溫度或頻繁的溫度波動(dòng)會(huì)引發(fā)材料老化、信號(hào)失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終導(dǎo)致焊點(diǎn)開裂、器件失效等故障。因此，評(píng)估 PCB 可靠性必須進(jìn)行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動(dòng)態(tài)溫度場，再計(jì)算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
目標(biāo)
通過高保真建模仿真，系統(tǒng)觀察并量化印刷電路板（PCB）上關(guān)鍵元器件在瞬態(tài)熱載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)與應(yīng)力表現(xiàn)
AnsysWB-基于過盈配合的BWM_i3電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力仿真
1.模型包含電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸
2.轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸施加過盈接觸配合
3.轉(zhuǎn)軸施加峰值扭矩250Nm的載荷
4.評(píng)估轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力和變形情況
5.參考時(shí)請(qǐng)考慮仿真模型與實(shí)際模型存在的偏差
幾何模型如圖所示，楊氏模量2.1X1011pa，屈服強(qiáng)度355MPa，抗拉強(qiáng)度450MPa，斷后伸長率20%。左邊固定，右邊施加1000N垂直向下的力，計(jì)算材料的安全系數(shù)。
一、載荷約束如圖所示
二、通過軟件分析得到的應(yīng)力收斂解為188.01MPa，安全系數(shù)n1=1.89。
三
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微電子元件是冷卻系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵鏈路。由于反復(fù)接通和斷開電源，微電子元件受
</div><div contenteditable="false" width="100%">
到熱循環(huán)的作用，因此，焊點(diǎn)處出現(xiàn)裂紋，斷開了芯片與印刷電路板的連接，從而導(dǎo)
</div><div contenteditable
AnsysWB-表面貼片電阻的熱載荷應(yīng)力仿真5個(gè)月前
表面貼裝制造被廣泛用于組裝片式電阻封裝，能夠?qū)㈦娮釉苯淤N裝在印刷電路板（PCB）的表面。對(duì)更小的手持設(shè)備不斷增長的需求促使片式電阻器尺寸更小，這反過來又引發(fā)了對(duì)焊點(diǎn)熱疲勞壽命以及故障發(fā)生情況的擔(dān)憂。
表面貼片電阻會(huì)受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生稱為蠕變的變形
AnsysWB-FSW(攪拌摩擦焊熱應(yīng)力仿真)5個(gè)月前
攪拌摩擦焊（FSW）是一種固態(tài)焊接技術(shù)，用于金屬的連接，無需填充材料。一個(gè)圓柱形旋轉(zhuǎn)工具插入牢固夾緊的工件中，并沿著待焊縫移動(dòng)。隨著工具沿焊縫移動(dòng)，工具肩部與工件之間的摩擦產(chǎn)生熱量。工件材料的塑性變形也會(huì)產(chǎn)生額外的熱量。產(chǎn)生的熱量使工件材料熱軟化。工具的移動(dòng)使軟化的工件材料從前部流向工具后部并在此處凝固。隨著冷卻，兩塊板之間形成一個(gè)連續(xù)的固體焊縫。整個(gè)過程中不會(huì)發(fā)生熔化，產(chǎn)生的溫度始終低于所連接金屬的固相線溫度
螺柱強(qiáng)度在ANSYS Workbench 2023 中與KISSsoft 2025軟件中結(jié)果對(duì)比
在實(shí)際工作中需要對(duì)螺栓進(jìn)行強(qiáng)度分析，確保螺栓選型滿足強(qiáng)度、剛度，確保產(chǎn)品的安全可靠。
模型簡化后如圖所示，左端固定，右端承受471000N軸向力，驗(yàn)算螺栓規(guī)格、數(shù)量、強(qiáng)度等級(jí)。本例中按12-M16X1.5，8.8級(jí)螺栓進(jìn)行分析，查表可得螺栓的保證載荷為96900N，螺栓預(yù)緊力按保證載荷的0.7計(jì)算約為
技術(shù)鄰Ansys定制培訓(xùn)可使工程師30天內(nèi)獨(dú)立完成熱應(yīng)力分析項(xiàng)目，方案落地率達(dá)85%，已累計(jì)為汽車、機(jī)械、新能源等10余個(gè)行業(yè)培養(yǎng)12000+專業(yè)人才，成為企業(yè)突破熱應(yīng)力技術(shù)瓶頸的核心助力。
在工業(yè)研發(fā)中，Ansys熱應(yīng)力分析技術(shù)的價(jià)值已得到廣泛認(rèn)可，但企業(yè)工程師普遍面臨“會(huì)操作軟件不會(huì)解決實(shí)際問題”“懂理論卻不懂工況適配”的痛點(diǎn)——某新能源企業(yè)調(diào)研顯示，未接受專業(yè)培訓(xùn)的工程師，完成一個(gè)電池包熱應(yīng)力分析項(xiàng)目平均需
零基礎(chǔ)也能高效掌握Ansys熱應(yīng)力分析，技術(shù)鄰?fù)ㄟ^“低門檻準(zhǔn)入+拆解式教學(xué)+全流程保障”，讓新手1-2周上手實(shí)戰(zhàn)，已幫助500+企業(yè)零基礎(chǔ)工程師實(shí)現(xiàn)技能突破，學(xué)員獨(dú)立完成仿真項(xiàng)目的平均周期從1.5個(gè)月縮短至2周。
“沒接觸過有限元理論，怕聽不懂公式推導(dǎo)”“只會(huì)打開Ansys軟件畫簡單模型，不知道怎么開展熱應(yīng)力分析”“擔(dān)心課程太復(fù)雜，學(xué)完還是不會(huì)做自己的項(xiàng)目”——這是絕大多數(shù)零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)者面對(duì)
