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1 空间中的应力分量

三维空间中任意一点应力有6个分量:

σ_x,σ_y,σ_z,σ_{xy},σ_{xz},σ_{yz} \\

在ABAQUS中,一般是把X轴当成1轴,Y轴当成2轴,Z轴当成3轴,那么:

  • S11就是X轴向的应力,正值为拉应力,负值为压应力;
  • S22就是Y轴向的应力,正值为拉应力,负值为压应力;
  • S33就是Z轴向的应力,正值为拉应力,负值为压应力;
  • S12就是在YZ平面上,沿Y向的剪力;
  • S13就是在YZ平面上,沿Z向的剪力;
  • S23就是在XZ平面上,沿Z向的剪力;

由于剪力的对称性:S11=S21,S13=S31,S23=S32。

2 主应力

一般情况下,通过该点的任意截面上有正应力及其剪应力作用,但有一些特殊截面,在这些截面上仅有正应力作用,而无剪应力作用。称这些无剪应力作用的面为主截面,其上的正应力为主应力,主截面的法线叫主轴,主截面为互相正交。主应力分别以σ_1、σ_2、σ_3表示,按数值排序(考虑正负)为:σ_1>σ_2>σ_3\\ 在ABAQUS中分别对应为:Max.principal;Mid.principal;Min.principal,这三个量在任何坐标下都是不变量。

3 Von Mises 屈服应力

3.1 概述

  1. 屈服,就是材料变形到一定程度之后,发生了不可恢复的塑性变形。
  2. 米塞斯屈服准则根据畸变能密度来判断是否发生塑性形变。
  3. 所谓畸变能密度,就是将变形能分解为体积变化能和形状改变能,而形状改变能代表的就是畸变能。
  4. 体积变化能来源于拉伸,畸变能来源于剪切。Hency(1924)认为,发生塑性屈服的原因就在于形状改变能累积到了一定的程度。而这个能量是来源于剪切变形的。

3.2 数学表达式

在一定的变形条件下,当受力物体内一点的应力偏张力的第二不变量 J 2 ' 达到某一定值时,该点就开始进入塑性状态。即

(σ_x-σ_y)^2+(σ_y-σ_z)^2+(σ_x-σ_z)^2+6(τ_{xy}^2+τ_{yz}^2+τ_{xz}^2)=2σ_s^2=6K^2 \\

式中,σs——材料的屈服点,K——材料的剪切屈服强度,与等效应力比较,可得

(σ_1-σ_2)^2+(σ_2-σ_3)^2+(σ_3-σ_1)^2=2σ_s^2=6K^2 \\

σ1,σ2,σ3分别指第一、二、三主应力。

所以,冯·米塞斯屈服准则也可以表述为在一定的变形条件下,当受力物体内一点的等效应力达到某一定值时,该点就开始进入塑性状态。

3.3物理意义

在一定的变形条件下,当材料的单位体积形状改变的弹性位能(又称弹性形变能)达到某一常数时,材料就屈服。

von Mises 应力是基于剪切应变能的一种等效应力。

4 补充

A——空间加速度

E——总应变分量

PE——塑性应变分量

PEEQ——等效塑性应变

DAMAGEC——压缩损伤dc

DAMAGET——拉伸损伤dt

RF——反作用力

RM——反作用力矩

CF——集中力

SF——节点力和力矩

U——空间位移

UR——旋转位移

V——空间速度

VR——旋转速度

编辑于 2022-10-29 · 著作权归作者所有