应力

当载荷应用到实体时,实体通过产生内部力(一般来讲每个点都不一样)而尝试吸收其影响。这些内部力的强度称为应力。应力单位为每单位面积的力。

应力分量

以一个受压条为例。 P 点的应力状态可根据任意基准面来描述。 虽然合成应力总是相同,但应力分量的数值取决于所选基准面。

因此,应力要通过幅值、方向以及其作用的基准面来描述。 某点的应力状态可按以下分量予以完整描述:

SX

X 方向上的应力垂直于 YZ 基准面

SY

Y 方向上的应力垂直于 XZ 基准面

SZ

Z 方向上的应力垂直于 XY 基准面

TXY

Y 方向上的应力作用于垂直于 X 方向的基准面(YZ 基准面)

TYX

X 方向上的应力作用于垂直于 Y 方向的基准面(XZ 基准面)

TXZ

Z 方向上的应力作用于垂直于 X 方向的基准面(YZ 基准面)

TZX

X 方向上的应力作用于垂直于 Z 方向的基准面(XY 基准面)

TYZ

Z 方向上的应力作用于垂直于 Y 方向的基准面(XZ 基准面)

TZY

Y 方向上的应力作用于垂直于 Z 方向的基准面(XY 基准面)

SX、SY 以及 SZ 称为正应力。TXY、....、TZY 称为剪应力。剪应力的关系如以下方程式所示:TXY = TYX、TXZ = TZX 和 TYZ = TZY。因此某点的应力状态要通过六个分量来完整定义。

主应力

对于每个点,都有一个不存在剪应力的基准面。此基准面的应力状态完全由正应力定义,称为主应力。

P1

第一主要方向正应力(最大)。

P2

第二主要方向正应力(中等)。

P3

第三主要方向正应力(最小)。



等量应力(也称为 von Mises 应力)

您在 SimulationXpress 中查看的应力量称为等量(或 von Mises)应力。尽管一个点处的等量应力不独特定义此点处的应力状态,它却可为许多延性材料提供评估设计安全性的适当信息。

等量应力与应力分量不同,它没有方向。它完全由带应力单位的幅值定义。若要计算不同点处的安全系数,SimulationXpress 使用 von Mises 屈服准则,此准则陈述当等量应力达到材料的屈服力时,材料开始屈服。


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