平均应力-SolidWorks®Simulation基础教程

该图解容易产生误解。从第1章中可以了解到，von Mises应力是通过外推相邻单元到波节所得的平均应力值。在本例中，两个不同零件间的接触面应力被平均化了。要获得正确的von Mises应力分布，必须取消对零件边界的平均化。

步骤18 编辑图解

右键单击应力图解并选择【编辑定义】。

在【高级选项】对话框中取消勾选【零件穿越边界的平均结果】复选框，如图12-17所示。图12-18显示了正确的von Mises应力分布。可以看到，随着禁用零件穿越边界的平均结果选项，某些边界区域的最大值突升到大约263.9MPa。

图12-17 禁用应力平均

图12-18 禁用应力平均后的应力结果显示

步骤19 单独零件上的应力

分别检查两个零件的最大值，只需在SolidWorks中隐藏另一个零件，然后针对单独零件显示von Mises应力分布图即可。

可以按照下面描述的步骤获取显示零件的极值：在【图表选项】中，勾选【显示最小注解】、【显示最大注解】和【只在所示零件上显示最小/最大范围】三个复选框。单独零件上的应力结果显示如图12-19所示。

步骤20 查看图解

可以看到，铝带和镍带的最大von Mises应力分别为120.7MPa和263.9MPa，其中铝带高于对应的280℃的屈服强度（93MPa），而镍带低于对应的280℃的屈服强度（335MPa）。这意味着其中一个零件将发生屈服。

因此，要得到上面问题的正确结果，可以通过使用SolidWorks Simulation Premium的非线性模块来获得。在该分析中，必须指定合金的完整应力-应变曲线。

这里忽略零件将屈服的事实。下一部分将分析界面层并找到粘合材料的最小强度。

步骤21 显示传感器位置的应变

对【ESPX：X法向应变】分量定义一个新的应变图解。右键单击新定义的应变图解，选择【所选列表】。在【选项】下选择【从传感器】选项，在【结果】下选择【Al sensors】。这些探点都是针对铝带的。法向应变的值将列于表格中，同时显示在模型上。

请注意【报告选项】下面的图标（见图12-20），可以图表的方式显示传感器位置的结果，或保存它们为.cvs文件以便用户进一步分析。当然，也可以在算例的报告中包含所有传感器位置的结果。

图12-19 单独零件上的应力结果显示

a）铝带 b）镍带

图12-20 传感器上的应变值显示(www.xing528.com)

步骤22 图解显示法向应力SX的分布

定义一个新的【SX：X法向应力】分量的应力图解。在爆炸视图中，分析沿厚度方向SX法向应力的变化，如图12-21所示。

注意

同样，von Mises应力图解也要取消勾选【零件穿越边界的平均结果】复选框。

图12-21 SX法向应力结果显示

步骤23 图表显示沿厚度方向的应力

使用探测特征，画出SX应力沿厚度方向的变化轨迹，如图12-22所示。

图12-22 SX方向应力图表

● 结果解释 上面的结果和图表说明了SX的如下变化。

从图12-23中可以观察到在接触面上，法向应力从铝带的-99MPa（压力）突变到镍带的153MPa（张力）。还可以发现法向应力为零的三个中性轴（基准面），其中两个轴（基准面）已清楚地显示在图12-23中，第三个轴与接触基准面是重合的，其法向应力从铝带的-99MPa（压力）突变到镍带的153MPa（张力）。所有三个位置都对应着局部切应力的极值，都可能使粘合带分开。

因为本例的主要目的是获取粘合材料的强度，所以关注对象是接触层。粘合材料必须能抵抗铝镍接触层的切应力。

图12-23 SX应力变化

回顾介绍有限元结果解释的部分，提示了必须图解显示应力的τ_XY分量。这对应于【TXY：YZ基准面的Y方向抗剪】分量。

步骤24 图解显示接触层的切应力

定义一个新的图解显示【TXY：YZ基准面的Y方向抗剪】应力，在爆炸视图中显示。在【设定】对话框中，选择【离散】为【边缘选项】，结果如图12-24所示。

可以观察到铝和镍接触面的切应力是相等的，也就是说平衡条件是满足的。离散的图解很方便地显示了切应力的最大值（忽略直段末端的局部应力集中）大约为13MPa。这将是本例中粘合层抗剪切所需的最小强度。

图12-24 接触层的切应力结果显示