有限元计算中基本概念之主应力

本文摘要（由AI生成）：

文章主要介绍了主应力的定义、特点以及ANSYS Workbench后处理主应力输出的相关内容。主应力是物体内某一点以法向量为n=(n1,n2,n3)的微面积元上剪应力为零时的法向应力，具有不变性、实数性和正交性等特点。在ANSYS Workbench后处理中，可以通过计算特征方程的根得到模型空间某点的三个主应力，并按照大小排列。

1、主应力定义

① 几何描述

主应力指的是物体内某一点以法向量为n=(n1，n2，n3)的微面积元上剪应力为零时的法向应力。这时，n的方向称为这一点的应力主方向。

切应力为零的微分面称为主微分平面，简称主平面。主平面上的正应力称为主应力

② 计算公式

上述行列式方程的三个根即为，模型空间某点的三个主应力，主应力按照大小大小排列，分别称为第1主应力（最大主应力），第2主应力（中间主应力），第3主应力（最小主应力）。

2、主应力特点

① 不变性（客观性）：主应力具有客观性，即该应力，不会随着选择观察的坐标系变化而变化，因此目前对与结构强度评估的各种理论，都是对三个主应力进行一定的运算得到。例如，最大拉应力理论，最大剪切应力理论，双剪理论等。

② 实数性，特征方程的三个根，就是一点的三个主应力，根据三次方程根的性质，容易证明三个根均为实根，所以一点的三个主应力均为实数。

③ 正交性：任一点的应力主方向，即三个应力主轴是正交的。

3、ANSYS Workbench后处理主应力输出

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作者：张老师，仿真秀科普作者，拥有 15 年的结构，传热，流体，多物理场耦合和疲劳软件工程应用经验。擅长的软件 ANSYS 经典环境，ANSYS Workbench ，Fluent，nCode 和 LS-DYNA，以第一作者身份，出版有限元著作 5 部,承担多项科研课题，有丰富的有限元培训经验，累计培训学员多达 5000 余人，深受好评。

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