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简单了解Mises应力问题

2016-5-24 14:57| 发布者: 锦江| 查看: 869| 评论: 0|原作者: 不详|来自: 新浪幻想家的博客

摘要:   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σzs时钢材处于塑性阶段, ...
  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σzs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。
  ①在三向应力(立体应力)作用下,σzs可按下式计算:

[attach]74937[/attach]
  ②对于二向应力(平面应力)状况,σzs可按下式计算:

[attach]74938[/attach]
  ③在一般梁中,可简化成如下:
[attach]74939[/attach]
  ④在纯剪时,σ=0,则得:
[attach]74940[/attach]
  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)。
  Von Mises 应力是基于剪切应变能的一种等效应力
  其值为(((a1-a2)^2+(a2-a3)^2+(a3-a1)^2)/2)^0.5
  其中a1,a2,a3分别指第一、二、三主应力,
  ^2表示平方,^0.5表示开方。
  是啊!一般书上都有!等效应力,数值于屈服应力一样
  其大概的含义是当单元体的形状改变比能达到一定程度,材料开始屈服。
  随便看本塑性力学入门书都有!

  后处理节点应力中x,y,z方向应力和第一、二、三主应力就不介绍了,stress intensity(应力强度),是由第三强度理论得到的当量应力,其值为第一主应力减去第三主应力。Von Mises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成45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。结果更符合实际。

  一般脆性材料,铸铁、石料、混凝土,多用第一强度理论。考察绝对值最大的主应力。
  一般材料在外力作用下产生塑性变形,以流动形式破坏时,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。

  von mises等效应力就是一维屈服应力在多轴应力状态下的邓小表达,一维单轴问题处理一条曲线,那么一个屈服点就可以定义屈服行为,而多轴应力状态,有多个应力分量,问题复杂了,实在6个应力分量空间下问题,所以必须寻找一个等效量来模拟一维问题。


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