NFX|跟midas学力学07-后处理结果查看及判断

课程内容

直角支架和圆角支架的结果差异

应力奇异和应力集中的区别

常用四大强度理论

结果强度评估

应力线性化求应力集中因子

安全因子计算

直角支架结构分析

   如图所示支架结构，一端牢固地焊接在大型结构上，另一端面受到垂直向下的面力作用，大小1000N。材料的弹性模量210GPa，泊松比0.28，求支架结构的应力分布和位移分布

位移网格无关性

应力网格无关性

圆角支架结构分析

   如图所示圆角支架结构，一端牢固地焊接在大型结构上，另一端面受到垂直向下的面力作用，大小1000N。材料的弹性模量210GPa，泊松比0.28，求支架结构的应力分布和位移分布。

位移网格无关性

应力网格无关性

①随着网格加密，应力一直增加，以致于趋向于无穷大的现象，称为应力奇异。集中荷载、边界条件、几何突变等都会造成应力奇异。有限元计算的应力奇异点在实际当中，应力不可能是无穷的，因此这种应力奇异是数值计算方法带来的。

②如何消除应力奇异呢？

将直角过渡改为圆角过渡、将点荷载改为很小区域的面荷载等。

圆角带孔支架结构分析

   如图所示圆角带孔支架结构，一端牢固地焊接在大型结构上，另一端面受到垂直向下的面力作用，大小1000N。材料的弹性模量210GPa，泊松比0.28，求支架结构的应力分布和位移分布。

位移网格无关性

应力网格无关性

①由于结构外形突变而导致结构局部应力急剧增加的现象，就是应力集中。应力集中在工程中很常见，它的特点是随着网格的加密，应力值逐渐趋向稳定并接近真实值，因此应力集中与前文所说的应力奇异并不相同。

②应力集中一般用应力集中系数表示，，其中为应力集中区域的最大应力，为名义应力。

后处理：应力线性化

路径选择

选定两点A和B(实质是提供两个坐标：x1、y1、z1和x2、y2、z2)，在AB之间拉直线，定义线长为t，沿AB设局部坐标x(0≤x≤t)。

应力插值

AB线上给定均分份数n，由此AB线上共有n+1个点。采用数值形函数插值，在应力场中可以计算得到该n+1个点的六个应力分量。

应力线性化

对各应力做线性化分解

四大强度理论

   一般来说，在静力拉伸荷载作用下，塑性材料的屈服由它的屈服强度所决定；而对于脆性材料，断裂应力由它的抗拉强度决定。这意味着对于塑性和脆性材料，需要不同的失效理论。有很多方法区分材料是塑性的还是脆性的。最常用的是，用试验拉断后的伸长率来区分，如果伸长率大于5%，就是塑性材料。对于大多数的塑性材料，伸长率都会超过10%。

   塑性材料的失效理论有：最大剪应力理论(Treasca理论)以及最大畸变能理论(Von Mises理论)。脆性材料的失效理论包括：最大拉应力理论、最大伸长线应变理论。

最大拉应力理论(第一强度理论)

    无论材料处于什么应力状态，只要发生脆性断裂，都是由于微元体内的最大拉应力达到简单拉伸时的破坏拉应力数值

最大伸长拉应变理论(第二强度理论)

   无论材料处于什么应力状态，只要发生脆性断裂，都是由于微元体内的最大拉应变达到简单拉伸时的破坏伸长应变数值。

最大剪应力理论(第三强度理论)

   这一理论认为最大剪切力是引起屈服的主要因素。即认为无论什么应力状态，只要最大切应力达到与材料性质有关的某一极限值，材料就发生屈服。最大切应力理论满意地解释了塑性材料的屈服现象。

最大畸变能密度理论(第四强度理论)

安全系数计算