主要应力定义

某个点的应力状态完全由法向应力分量和抗剪应力分量(以正交坐标系 XYZ 为基准)进行定义。一般而言,应力分量的值会随着坐标系的旋转而变化。

在某个特定方向 (X’Y’Z’),所有的抗剪应力将变为零,而应力状态将完全由 3 个法向应力分量进行定义。

这 3 个法向应力分量被称为主要应力,相应参考轴 (X’Y’Z’) 被称为主轴。

图 1

图 2

在材料单元的特定方向(如图 (1) 所示),抗剪应力分量变为零,所有应力减小到纯法向应力,如图 (2) 所示。

您可以一次绘制所有 3 个分量图解。节或单元中心的主要应力由椭面表示。椭面的 3 个半径代表 3 个主要应力的大小。应力(张力/压缩)的方向由箭头表示。颜色代码基于 von Mises 应力值,即标量。

如果 3 个主要应力大小相等,则椭面将变成球面(见图 3)。如果其中一个主要应力为零,则椭面将变成平面(见图 4)。如果 3 个主要应力为单轴应力,则椭面将变成一条线。

图 3. 3 个相等的主要应力。椭面变成球面。

图 4. 其中一个主要应力非常小。

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