第一强度理论(最大主应力理论)和第三强度理论(应力强度理论)是材料力学中经典的强度理论。
在圆柱筒体承压分析中,随着筒体壁厚的变化,同一位置的最大主应力与应力强度逐渐拉开差距。
圆柱筒体如下图所示。
选择六面体网格方案,厚度方向为五层网格。
内压和约束条件如下。
提取内壁的第一主应力。
提取内壁的应力强度。
筒体的内直径为1000mm,壁厚变化范围为20mm-450mm,外径与内径的比值K范围为1.04-1.9。
当K值小,筒体属于薄壁容器,最大主应力理论和应力强度理论基本一致,可以互换。
当K值大,筒体属于厚壁容器,最大主应力理论和应力强度理论差距明显,需要区别对待。
经典的力学模型有公式解,有限元分析作为一种强有力的方法,必然能够复现这些公式解。并且有限元分析结果为全场分析结果,这种全景式的展现,可以加深我们对经典理论的理解和感受。