針對中間平面應力或翹曲分析,「製程設定精靈」的「應力設定」或「翹曲設定」頁包含選取要輸出之應力結果的類型的選項。
您可以選取下列其中一或多個結果:
- 主殘留應力 (第一主與第二主應力)。
- 最大剪應力。
- Mises-Hencky 應力。
您可以在可說明某點應力狀態的著名 Mohr 圓的輔助下,說明這些結果的數學起源。
第一主與第二主應力
主應力為法向應力的極限值。由於它們描繪了某點應力物理狀態的特性,因此它們獨立於任何參考座標。您可以使用以下方法來計算它們:
其中,
為最大法向應力,
為最小法向應力。主應力的對應方向分別稱為第一主與第二主方向。您可以使用以下方程式來計算其角度:
註: 正主應力值表示張力,負值表示壓縮。
最大剪應力
「
最大剪應力」是剪應力的極限值,您可以使用以下方程式計算其值:
Mises-Hencky 應力
您可以使用以下方程式計算「
Mises-Hencky 應力」:
註: 從上述方程式中可以看到,Mises-Hencky 應力值將始終為正。由於從元素形心到元素邊的外推法,可以針對 Mises-Hencky 應力產生較小的負值。應將這些小負值視為等於零。
解釋應力結果
一般而言,檢查應力結果時,會檢查零件內應力的分佈情況,以及零件中的最大應力等級。「應力」與「翹曲」會輸出元素頂部與底部 (標準化厚度分別 = 1 與 -1) 的結果。
您需要將其與建議的材料最大應力以及零件的任何相關設計標準 (例如指定的失效標準) 相比較。
未充填的等向性材料一般會展示脆性或柔性行為,如下圖所示,其中 (a) 表示脆性應力應變行為,(b) 表示柔性應力應變行為。
每種情況中建議考慮的應力結果為:
- 針對脆性材料,請考慮主應力結果。
- 針對柔性材料,請考慮 Mises-Hencky 結果。
針對纖維充填的非等向性材料,負載下零件的行為、失效力學以及失效的設計標準,都要比等向性材料複雜得多。複合材料的應力分析與所獲結果的說明,都需要使用者掌握零件的特殊專業知識。
請始終執行充填與保壓分析,以在應力或翹曲分析之前,產生纖維配向資料。纖維配向與應力/翹曲分析都會以零件整個厚度的每個層壓板為基礎輸出結果。
註: 「主應力配向」可能不會與主纖維配向對應。應力配向資料取決於應力狀態,且位於每個圖層的中心。纖維配向資料會在圖層介面計算,且為材料性質。