找回密码
 注册
Simdroid-非首页
查看: 103|回复: 7

[结构分析] 求助,为何铸铁和碳素钢对于同一结构的应力相差无几

[复制链接]
发表于 2012-6-2 06:32:28 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 天津
对于同一几何模型,施加相同的边界条件和载荷,比如轴承座,一个用铸铁HT200,一个用45优质碳素结构钢,这两个在workbench材料库中
弹性模量分别为1.1e5MPa,2e5MPa,泊松比分别为0.28和0.3,应该这两个参数是我们有限元分析中用来区分铸铁和钢材的主要参数吧。
但是对于同一结构同一工况,在上述参数有明显区别的情况下,得到的应力,主应力几乎是相同的,没有明显区别。这符合实际情况吗?
亟待高手解决。
发表于 2012-6-2 15:19:21 | 显示全部楼层 来自 北京
Simdroid开发平台
结构静力分析中,应力与材料没有关系吧,应变与材料属性有关。应力在材料力学中,应力是载荷除以横截面积得来的。
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2012-6-2 15:47:28 | 显示全部楼层 来自 江苏南通
本帖最后由 shiyu880414 于 2012-6-2 15:54 编辑

计算得到的应力只和结构本身、边界条件(位移边界和力学边界)有关;而与材料本身的力学参数无关,材料的力学参数只是用来判断结构的计算强度、刚度和稳定性的应力是否满足材料的承受能力。

比如单向拉压构件,应力=轴力/截面截面,这里轴力就代表边界条件,截面面积代表结构本身。如果要反应结构的安全性,如安全系数=应力/屈服应力,这时就与材料本身有关了,这里屈服应力代表材料的力学性能。

不知道这么解释,楼主是否明白。

点评

你解释的 比我的详细!呵呵  发表于 2012-6-2 16:04

评分

1

查看全部评分

回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2012-6-2 16:07:52 | 显示全部楼层 来自 江苏南通
shiyu880414 发表于 2012-6-2 15:47
计算得到的应力只和结构本身、边界条件(位移边界和力学边界)有关;而与材料本身的力学参数无关,材料的力 ...

相互学习....
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2012-6-2 16:11:33 | 显示全部楼层 来自 北京
有关,弹性力学的本构方程里,与应力其它两个方向的应变有关,但关系小,因为乘了个泊松比
回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-6-2 16:34:20 | 显示全部楼层 来自 天津
shiyu880414 发表于 2012-6-2 15:47
计算得到的应力只和结构本身、边界条件(位移边界和力学边界)有关;而与材料本身的力学参数无关,材料的力 ...

好像是明白了,昨天在班车上和我们的工程师也讨论过,那就应该可以这么理解了,结构形状定了,边界条件和载荷定了,都一样的情况下,算应力时,我们加碳素钢也好,用铝,或是铸铁也好(假设允许分别使用这几种材料),那么得到的应力大小和分布情况应该没什么差别(当然可能幅值等有些小差别)。差别较大应该是应变或者变形值。至少我提到的将碳素钢换成铸铁参数的有限元结果是这个结果。
shiyu880414 所说,例如一根直棒长L,截面积为S,一端固定死,一端加F的拉力。这样无论这个棒材是钢是铝是铸铁棒也好,它的应力都是F/S,也就是都相同,但是如果我们根据应力应变和弹性模量三者角度关系来看,应力一样了,弹性模量不同,所以最终会导致我们计算出来的应变甚至位移不一样。当然有限元应该是先计算位移,再计算应力应变的吧,我想我这么说应该也是可以的吧。
至于得到的这个应力F/S,我们是不是就要和各种材料的屈服或者抗拉极限做对比了,那么对于铝材这个应力可能足以让它屈服,但是对于铸铁如HT200如果此应力小于200MPa那就对此铸铁棒无太大影响没有超过其抗拉极限,钢材也是这么分析。
回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2012-6-2 16:37:43 | 显示全部楼层 来自 天津
wahaha9mei 发表于 2012-6-2 15:19
结构静力分析中,应力与材料没有关系吧,应变与材料属性有关。应力在材料力学中,应力是载荷除以横截面积得 ...

版主,对于铸铁这种脆性材料,我们是不是应该用前两个强度理论来分析它,我用了第一强度理论,查看的是最大主应力,对于我用的45钢,塑性材料我用第四强度理论分析,查看的是米塞斯等效应力。不知道我这么对铸铁和45钢的区别对待是否正确。

点评

是的,简单的分类就是,前两个理论对应脆性材料,后两个理论对应塑性材料。  发表于 2012-6-3 12:07
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2012-6-2 20:54:20 | 显示全部楼层 来自 江苏南通
四种强度理论,每一种都有一个大概适用材料,这个可以看差材料力学里面的介绍。具体的我也记不清楚了
回复 不支持

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|小黑屋|联系我们|仿真互动网 ( 京ICP备15048925号-7 )

GMT+8, 2024-3-29 14:31 , Processed in 0.047782 second(s), 16 queries , Gzip On, MemCache On.

Powered by Discuz! X3.5 Licensed

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表