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ANSYSWorkbench18.0:结构静力分析的基本假设

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于结构线性静力分析,加载和卸载速度设为非常小,如果速度大,必须进行动力学分析。下面简要介绍结构静力分析的六种假设。均匀性假设 该假设认为所研究的可变形固体是由同一类型的均匀材料所构成的。根据均匀性假设,在研究问题的时候,就可以从固体中取出任一单元来进行分析,然后将分析的结果用于整个物体。

ANSYSWorkbench18.0:结构静力分析的基本假设

为了进行结构静力学分析,必须把结构材料看成连续、均匀和各向同性的材料,这三个条件对所有的线性非线性、静态和动态分析都适用。纤维或粒子强化的各向异性非均匀材料不能满足以上条件,建模时应特别注意或特别处理。对于结构线性静力分析,加载和卸载速度设为非常小,如果速度大,必须进行动力学分析。在线性静力学分析时,把材料的变形范围设在弹性范围,并假设材料的变形为小变形,这样方便建立线性静力学方程(应力应变方程和变形协调方程等),为有限元线性静力学分析提供方便。如果考虑塑性变形或大变形,必须考虑几何非线性和材料非线性特性来进行分析。下面简要介绍结构静力分析的六种假设。

(1)连续性假设 是指将可变形固体视为连续密实的物体,即组成固体的质点无空隙地充满整个物体空间。固体内部任何一点的力学性质都是连续的,例如密度、应力、位移和应变等,就可以用坐标的连续函数来表示(因而相应地被称为密度场、应力场、位移场和应变场等),而且变形后物体上的质点与变形前物体上的质点是一一对应的。这一假设意味着构件变形时材料既不相互离开,也不相互挤入,时刻满足变形协调条件,而且,无论取多么小的一个体积研究都是一样的。

(2)均匀性假设 该假设认为所研究的可变形固体是由同一类型的均匀材料所构成的。因此,其各部分的物理性质都是相同的,并不因坐标位置的变化而变化。例如,固体内各点的弹性性质都相同。根据均匀性假设,在研究问题的时候,就可以从固体中取出任一单元来进行分析,然后将分析的结果用于整个物体。

(3)各向同性假设 假定可变形固体内部任意一点在各个方向上都具有相同的物理性质,因而,其弹性常数不随坐标方向的改变而改变。(www.xing528.com)

(4)弹性假设 在一定的温度下,应力和应变之间存在一一对应的关系,且应力不超过它的屈服应力点;与加载过程无关,与时间无关;载荷卸载后结构可恢复到原来状态,不产生残余应力和残余应变。

(5)小变形假设 假定固体在外部因素(外力、温度变化等)作用下所产生的变形,远小于其自身的几何尺寸。即要求结构的变形挠度远小于结构的截面尺寸。

(6)缓慢加载和卸载过程 即载荷的施加和卸载过程足够慢,可以看作静态过程,而不至于引起结构的动响应(如动应力、动应变)。在这个过程中,结构的内外力满足平衡方程。

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