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ANSYS使用心得:BEAM188单元应力时程数据提取方法

  但是这个方法对BEAM188单元行不通,提取后list显示为空,查阅了很多资料与ANSYS自带说明,发现是BEAM188单元无法直接提取等效应力EQV。查阅资料后总结如下:

  个人理解:对于BEAM188来说,由于其几何定义的关系(具体也不太明白),无论轴的实际方向为何,SX****方向对****BEAM188****来说显示的都是轴向应力,而****SY****、****SZ****无意义,所以BEAM188输出中只有一个SDIR(Axial direct stress),选择Y、Z方向轴向应力时也显示没有应力

  方向是这样确定的:第一个字母代表平面的法线方向,第二个字母代表在该平面内剪应力的方向,例如SXY,表示以X为法线的平面(YZ平面)上,Y方向的剪应力。

  正号代表受拉应力,负号代表受压应力;剪应力的正负与材料力学定义的相反,当直角增大时为负,相反为正。

  区分:首先把一个微元看成是一个正方体,那么假设三个主应力分别是F1,F2,F3,那么如果三个力中哪个力最大,就是F1,也是最大主应力,也叫第一主应力,第二大的叫第二主应力,最小的叫第三主应力,因此主应力是根据大小来定的。

  是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。Ansys后处理中Von Mises Stress,我们习惯称Mises等效应力,它遵循材料力学第四强度理论—形状改变比能理论。

  第三强度理论认为最大剪应力是引起流动破坏的主要原因,如低碳钢拉伸时在与轴线度的截面上发生最大剪应力,材料沿着这个平面发生滑移,出现滑移线。这一理论比较好的解释了塑性材料出现塑性变形的现象。形式简单,但结果偏于安全。第四强度理论认为形状改变比能是引起材料流动破坏的主要原因,钢材等塑性材料遵循第四强度理论,结果更符合实际。

  一般材料在外力作用下产生塑性变形,流动形式破坏时,应该采用第三或第四强度理论。压力容器上用第三强度理论(安全第一),其它多用第四强度理论。

  以下主要针对钢结构。简单来讲,Mises应力(σzs)是一种折算应力,折算依据为能量强度理论,即第四强度理论。Mises应力的提出主要是作为材料(钢材)处于复杂应力状况时判定材料是否进入塑性的一个综合指标,即σzsfy时钢材处于弹性阶段,σzs≥fy时钢材处于塑性阶段,其中fy为钢材在单向应力时的屈服点。

  即剪应力达到钢材屈服点fy的0.58倍时,钢材将进入塑性状态。所以钢材的抗剪屈服点为抗拉屈服点的0.58倍(详见钢结构设计规范给出的材料强度)。

  BEAM188主要提取五种应力,轴向应力(X方向)与Y、Z正负向的弯曲应力。

  查了一些资料,都说对于Beam188\Beam189单元不能直接提取mises应力,因为没有对应的单元表,对于它们的应力只能通过用单元表提取的内力计算得到。网友给出公式如下:

  另外我发现,在Element Solu中von Mises应力却是可以显示云图的,不像BEAM4那样提取出来就是一个值,这也可能是BEAM188单元的von Mises应力只不能提取时程数据的原因?

  虽然仍旧没找到求解等效应力的有效方法,但是在我的模型中查看轴向应力和von Mises应力时发现,两者最大值基本相同,为了数据处理的简便最后就提取轴向应力来进行计算了。

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