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【转载】应力、主应力、正应力、主平面、第一主应力、第三主应力、强度理论  

2015-04-28 09:39:41|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       1)        应力是受力杆件某一截面上的某一点处的内力集度。

2)        垂直于截面的应力分量称为正应力(或法向应力),用σ表示;

3)        相切于截面的应力分量称为剪应力或切应力,用τ表示

4)        切应力为零的微分面称为主微分平面,简称主平面

5)        主平面的法线称为应力主轴或者称为应力主方向

6)        主平面上的正应力称为主应力

7)        一般情况下,最大主应力,通常包括了第一主应力和第三主应力,即主应力的最大值和最小值。

8)        三个主应力中哪个力最大,是最大主应力,也叫第一主应力,第二大的叫第二主应力,最小主应力的叫第三主应力。

我们分析后查看应力,目的就是在于确定该结构的承载能力是否足够。那么承载能力是如何定义的呢?比如混凝土、钢材,应该就是用万能压力机进行的单轴破坏试验。也就是说,我们在ANSYS计算中得到的应力,总是要和单轴破坏试验得到的结果进行比对的。所以,当有限元模型本身是一维或二维结构时,通过查看某一个方向,如plnsolsx(绘制x方向应力云图)等,是有意义的。但三维实体结构中,应力分布要复杂得多,不能仅用单一方向上的应力来代表结构此处的确切应力值——于是就出现了材料力学中的四种强度理论 学说。

1)第一强度理论:最大拉应力强度理论。该理论认为,材料破坏的主要因素是最大拉应力,无论何种状态,只要最大拉应力达到材料的单向拉伸断裂时的最大拉应力,则材料断裂。其中,某点的最大拉应力数值,就是其第一主应力数值。

2)第二强度理论:最大拉应变理论。该理论认为,引起材料破坏的主要因素是最大拉应变。无论何种状态,只要最大拉应变达到材料拉伸断裂时的最大应变值,则材料断裂。此时,形式上将主应力的某一综合值与材料单向拉伸轴向拉压许用应力比较,这个综合值就是等效应力——equivalent stress

3)第三强度理论:最大切应力理论。该理论认为,引起材料屈服的主要因素是最大切应力,不论何种状态,只要最大切应力达到材料单向拉伸屈服时的最大切应力,则认为材料屈服。

4)第四强度理论:畸变能理论。该理论认为,弹性体在外力作用下产生变形,荷载做功、弹性体变形储能,称之为应变能(分为畸变能和体积的改变能)引起材料屈服的主要因素是畸变能密度,无论何种状态,只要畸变能密度达到材料单向拉伸屈服时的畸变能密度,材料就屈服。

ANSYS后处理中应力查看:1)平面结构,查看某方向应力;2)实体脆性结构,如混凝土、岩石、铸铁等,根据第一、第二强度理论,查看项目为第一主应力或等效应力;3)塑形较强的实体结构,根据第三、第四强度理论,查看项目为应力强度(stress intensity)或Von Misses应力;

总的来说,宗旨就是把各项分布的应力,换算成单向应力,与规范规定的容许应力进行比较。

 

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