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两体共节点,它们之间的切应力和剪力该如何提取?

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01              

           
背景            

    在换热器仿真分析中,需要查看管板和换热管之间的切应力和剪力。很多用户不知所措。可以理解,因为这里有两个难点!

    1)应力属于二阶张量,既需要确定方向,也需要确定所在截面,所以用户常常感到迷惑;

    2)剪力属于矢量,虽然不难理解,但ANSYS默认是不输出的,需要使用user defined result这个功能。


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导读            

    完整的换热器非常复杂,不宜作为案例演示。本文的主要目标在于展示切应力和剪力的提取方法,所以截取一个管板孔和一个换热管作为演示。


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网格划分            

    网格可以随便划分,即使是四面体网格也不影响本文介绍的提取方法。考虑到压力容器行业的惯例,本号划分为六面体网格。


04              

           
分析条件            

    为了验证切应力和剪力的提取方法的正确性。约束管板,对换热管施加1000N的拉力。


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分析准备            

    为了成功提取管板孔和换热管之间的切应力,需要定义圆柱坐标系。

    因为管板孔为共节点面,所以需要将管板孔转化为节点集。


    为了成功提取管板孔和换热管之间的剪力,在正式求解之前,需要进行如下设置。


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查看结果            

    求解完成后,查看管板孔节点集的切应力。


    平均切应力为1.5767MPa。


    按照公式计算的平均切应力为:

1000/628.29=1.59MPa

公式解与仿真解基本一致


    求解完成后,查看管板孔的剪力。


    可以看到总剪力为1000N,和施加的1000N完全一致。



         

来源:华仿CAE
LS-DYNAWorkbenchDeformFKM振动显式动力学新能源单元技术ANSYS
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首次发布时间:2023-09-07
最近编辑:1年前
华仿CAE
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