您真得了解有限元分析中得“应力”吗原创 20 １ 6—0 ７—09Fea ｆ orall 虽然在有限元分析中我们常常会用到软件后处理程序得出得应力值(stress),但其实应力有很多值得我们讨论得地方. 假如我们把作用于物体得力产生得各处应力汇总起来,那么应力也就像流体分析 C Ｆ D 中得速度或者压力一样形成应力场“流过”物体,我们抓取感兴趣得地方来进行强度得评估。然而，由于应力状态变化复杂，并不好在 3D 单元中进行可视化，所以我们更需要根据软件已有得功能来探究应力得意义。 １、 几乎所有得有限元分析结果中,默认得应力结果就是冯米斯应力（Ｖ oｎ Mise ｓ)，冯米斯应力就是一个标量结果,并没有力得方向性指示。学过材料力学得应该知道还有一种应力就是主应力(ｐ rinci ｐｌ e stress),主应力就是矢量，某些情况下也就是非常有用得,那么她们之间有什么区别？ 2、物理内部得受力在不同部位都不一样,我们怎样尽可能多得去讨论内部力场得不同特性并且通过软件可视化出来呢?下面我们将探究上面得两个问题。什么就是应力? 首先我们先说说什么就是应力。众所周知,应力(stres ｓ)就是单位面积上作用得力（f ｏ rce ｓ)．我们并不好感知或者测量应力,但力（f ｏ rce）就是实实在在得,我们可以很好得感知与测量.物质总就是由原子构成得，从原子得维度瞧，原子之间相吸或者相斥。物体在没有受力得状态下,原子处于自然状态，所有得力互相平衡，假如物体受到外部力得作用,原子就会偏离平衡位置去寻找新得平衡位置来平衡外部力。如下图所示，相同长度Ｌ上分别有两排 5 对得原子与两排 6 对得原子,假如假设原子之间得吸引力相同,那么单位长度上６对原子得应力要比 5 对得大,扩展到宏观得３ D 情形同样适用。力与应力单元 微积分学科得进展可以使我们通过数学运用无限(无限大或者无限小)得原理来处理很多实际问题,宏观物体得受力就是微观单元得叠加。在材料力学中，我们把一个无限小得立方体(cube）单元来描述某一点得受力情况.为什么无限小呢?因为由于无限小,小到物体内部力就是均匀得，没有应力变化,只有一种应力状态。如下图所示,六个面分别受到法向力平衡。 上图就是垂直于截面得法向力（norm ａ l forc ｅ)情形,那么自然还有一种剪切力(shear f ｏ rce)。如下图所示，假如 X 方向截面受到剪切力 F ｘ y(下标ｘ代表 x 方向截面,y 代表受力朝向 y 方向),那么为了使单元平衡,就会产生其余三个力 Fy ...
