联系我们:186 6505 3298 

公众号二维码
新浪微博二维码
百家号二维码
仿真技术
仿真技术

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮助文档

来源: | 作者:ALTAIR | 发布时间 :2023-10-19 | 478 次浏览: | 分享到:

线性静态和非线性有限元分析有一个重大区别。在线性分析中,我们经常使用工程应力-应变的定义,而在非线性分析通常是真实应力-应变。关于应力/应变关系,下面的网页有很好的总结:

 

通过一个简单的一维的例子中,我们将研究这些不同的应力应变的定义。

 

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

 

1)工程应变和工程应力

工程应变是小应变度量方法,使用初始的几何数据计算。工程应变的计算是线性的,因为它取决于已知的初始几何(例如长度)。工程应变仅限于小转角,因为刚体的转动会引起非零的应变。

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

工程应力(σ)是与工程应变(ε)相结合的应力测量方法。它使用当前的截面力F和初始的截面积A0来计算。

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

2)对数应变和真实应力

对数应变/自然应变/真实应变是度量大应变的方法,计算公式如下:

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

 

它是非线性应变的度量,因此是关于最终长度的非线性函数。与线性应变相比,对数应变(或真实应变)是可加的。考虑一个初始长度为1m的杆经过下面3步的变形:

 

1步: 从1m 变形至1.2m

2步:从1.2m 变形至1.5m

3步:从1.5m变形至2m

 

在下表中我们比较了工程应变和真实应变。可以清楚地看到,只有真实应变是可加的,因此在非线性分析中应该使用真实应变。

 

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

 

真实应力的计算与根据对数应变计算1-D应变类似,用F除以当前(变形后)的面积。这种应力通常也称为柯西应力。

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

3) Green-Lagrange应变和第二类Piola-Kirchoff应力

Green-Lagrange应变是另一种大应变度量方法,一维情况由下式计算:

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

由于它由更新后的长度L(未知的)的平方来决定,因此它是非线性的。这种方法相比对数应变或Hencky应变在计算上的优势是它自适应任意大应变问题中的大转角。Green-Lagrange应变对应的应力是第二类Piola-Kirchoff应力,对于一维问题计算公式如下:

非线性分析中的应力-应变关系度量-Altair帮准文档 

可以看出这个应变没有太多的物理意义。

 

(内容、图片来源:Altair官方文件

 

版权与免责声明:

凡未注明作者、来源的内容均为转载稿,如出现版权问题,请及时联系我们处理。我们对页面中展示内容的真实性、准确性和合法性均不承担任何法律责任。如内容信息对您产生影响,请及时联系我们修改或删除。


软件教程
更多
建模与可视化
建模和可视化
近期发布文章
更多
设计、制造和专业解决方案
设计、制造和专业解决方案
云和HPC解决方案
云和HPC解决方案
数据分析及物联网解决方案
数据分析及物联网解决方案​
免费试用申请
助力企业数智化转型,打造仿真新业态!