分享

ANSYS线弹性材料模型理论详解与工程应用方法

 伊伊爸 2021-10-18

1.各向同性线弹性

各向同性弹性材料模型,适合模拟应力-应变符合线性规律的材料,其变化规律如下:

图片

即应力与应变呈现线性变化。大部分材料在小载荷作用下都近似符合该规律,但是当金属材料应力超过了材料的屈服应力时,应力与应变不在是线性关系,如图给出了某金属材料的单轴拉伸试验的应力-应变曲线。

图片

如果使用线弹性材料模型,计算得到的等效应力超过了材料的屈服应力,则说明材料已经进入屈服,线弹性材料模型计算得到结果是偏大的,是错误的,应该使用弹塑性材料模型,当然这里要判断计算模型是否发生了应力奇异,关于应力奇异的相关知识可以参见
有限元计算中的应力奇异问题及处理方法(一)》(点击即可查看原文)
定义线弹性材料模型,只需要两个参数,弹性模量图片(杨氏模量)和泊松比图片,而剪切模量图片可以用弹性模量和泊松比进行表示
G=E/2(1+v)
对于大部分金属和合金而言,图片1/3,所以剪切模量大约等于杨氏模量的 40%。,如图给出了某金属材料的弹性模量,泊松比与剪切模量。

图片

杨氏模量可以通过单轴拉伸试验直接测量,而剪切模量可以通过纯扭试验测量。

在单轴试验中,泊松比用于确定材料的横向收缩(或拉升)程度。其容许范围为 -1 <图片< 0.5,当其为正值时,表示材料受拉时会在厚度方向上发生收缩。如果泊松比接近0.5,则会导致材料具有近似不可压缩特性,造成求解的困难,如果橡胶材料模型在计算中,就需要用户特别注意。

2.正交各向异性材料

正交各向异性材料,主要用来模拟复合材料,各项正交异性材料的应力应变模型可通过给定式中的工程常数(三个弹性模量、三个泊松比、三个剪切模量):

图片

3.各向异性材料

各向异性材料模型,用来表征最一般的材料,需要21个独立的弹性常数,但是在工程中应用的较少。

图片

如果大家想系统学习ANSYS从理论到操作的相关知识,欢迎参加10月23-24日的 ANSYS Workbench结构分析理论详解与深入提高,报名方式:
https://www./train/1612493422116007?inviteCode=phwksqb

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多