什么是Von Mises應(yīng)力？Ansys中各種應(yīng)力的物理意義解釋

2016-01-31 by:CAE仿真在線來源:仿真在線

我們?cè)赼nsys中的最常見輸出結(jié)果就是Von Mises應(yīng)力(或叫馮米思應(yīng)力),那么什么是Von Mises應(yīng)力?本文Ansys中各種應(yīng)力的物理意義解釋

SEVQ:Von Mises是一種屈服準(zhǔn)則,屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中"Von Mises Stress"我們習(xí)慣稱Mises等效應(yīng)力,它遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論(形狀改變比能理論)。
第三強(qiáng)度理論認(rèn)為最大剪應(yīng)力是引起流動(dòng)破壞的主要原因,如低碳鋼拉伸時(shí)在與軸線成45度的截面上發(fā)生最大剪應(yīng)力,材料沿著這個(gè)平面發(fā)生滑移,出現(xiàn)滑移線。這一理論比較好的解釋了塑性材料出現(xiàn)塑性變形的現(xiàn)象。形式簡單,但結(jié)果偏于安全。第四強(qiáng)度理論認(rèn)為形狀改變比能是引起材料流動(dòng)破壞的主要原因,鋼材等塑性材料遵循第四強(qiáng)度理論,結(jié)果更符合實(shí)際。
一般材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形,流動(dòng)形式破壞時(shí),應(yīng)該采用第三或第四強(qiáng)度理論。壓力容器上用第三強(qiáng)度理論(安全第一),其它多用第四強(qiáng)度理論。

Von mises應(yīng)力和stress intensity的區(qū)別:

第三、第四強(qiáng)度理論中有不同的關(guān)于當(dāng)量應(yīng)力的定義,有不同的表達(dá)方法
   von Mises于1913年提出了一個(gè)屈服準(zhǔn)則,這個(gè)屈服準(zhǔn)則被稱為von Mises屈服準(zhǔn)則。它的內(nèi)容是:當(dāng)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的等效應(yīng)力達(dá)到某一與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)的定值時(shí),材料就屈服;或者說材料處于塑性狀態(tài)時(shí),等效應(yīng)力始終是一不變的定值。
   von mises應(yīng)力就是一種當(dāng)量應(yīng)力,它是根據(jù)第四強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力,
還有另一個(gè)當(dāng)量應(yīng)力的定義又叫stress intensity(應(yīng)力強(qiáng)度),其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。這是根據(jù)第三強(qiáng)度理論推導(dǎo)出的當(dāng)量應(yīng)力。
     第三強(qiáng)度理論認(rèn)為最大剪應(yīng)力是引起流動(dòng)破壞的主要原因。如低碳鋼拉伸時(shí)在與軸線成45度的截面上發(fā)生最大剪應(yīng)力,材料沿著這個(gè)平面發(fā)生滑移,出現(xiàn)滑移線。這一理論比較好的解釋了塑性材料出現(xiàn)塑性變形的現(xiàn)象。形式簡單,但結(jié)果偏于安全。
     第四強(qiáng)度理論認(rèn)為形狀改變比能是引起材料流動(dòng)破壞的主要原因。結(jié)果更符合實(shí)際。
     一般材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形,以流動(dòng)形式破壞時(shí),應(yīng)該采用第三或第四強(qiáng)度理論。
上述提到的強(qiáng)度理論是指:材料之所以按某種方式(屈服和斷裂)失效,是應(yīng)力,應(yīng)變或變形能等因素中的其中一種引起的,故造成失效的原因與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān),這類假設(shè)就是強(qiáng)度理論.

除了Von Mises,還有下面幾種應(yīng)力:

SX,SY,SZ方向應(yīng)力和SXY,SYZ,SXZ,即X,Y,Z方向應(yīng)力和三個(gè)方向的剪應(yīng)力。

S1,S2,S3,即分別在三個(gè)強(qiáng)度理論下的三個(gè)主應(yīng)力。

SINT:stress intensity(應(yīng)力強(qiáng)度),是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力,其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。

要看你輸出的時(shí)候以那個(gè)坐標(biāo)系為準(zhǔn),在定義的坐標(biāo)系里,syz就是yz坐標(biāo)定義的平面內(nèi)的剪力。SYZ的方向是這樣確定的:作用平面的法線是Y方向的,即在Y為常數(shù)的平面上,應(yīng)力的方向是Z方向的。XY代表剪應(yīng)力的方向,其中,第一個(gè)字母代表平面的法線方向,第二個(gè)字母代表在該平面內(nèi)剪應(yīng)力的方向τxy:x表示作用的平面,y表示應(yīng)力分量的方向

X_ stress: 軸向應(yīng)力(軸向力產(chǎn)生的應(yīng)力與彎矩產(chǎn)生應(yīng)力的組合疊加)無論軸的實(shí)際方向?yàn)楹蜗?/span>,此方向?qū)?/span>BEAM188來說顯示的都是軸向應(yīng)力
Y_ stress: 無意義
Z_ stress: 無意義
XY_ shear stress:XY平面的切應(yīng)力
YZ_ shear stress:YZ平面的切應(yīng)力
XZ_ shear stress:XZ平面的切應(yīng)力