ANSYS workbench中的应力到底对应什么（一） 原创

       在 ANSYS Workbench 中，“应力”（Stress）是结构力学分析中最核心的结果，它对应物体内部因外力、约束或温度变化等因素产生的内力分布强度，具体反映了材料抵抗破坏变形的程度。

1. 应力的物理本质

从力学角度，应力是物体内部某一点处 “内力” 与 “受力面积” 的比值，数学表达式为：

σ = F / A（σ 为应力，F 为内力，A 为受力面积）

• 当物体受到外部载荷（如拉力、压力、扭矩等）或约束限制时，内部会产生抵抗变形的内力，应力就是这种内力在微观层面的 “强度体现”。
• 例如：一根钢杆受拉力时，内部原子间会产生吸引力抵抗拉伸，应力越大，意味着原子间的 “拉扯力度” 越强。

2. Workbench 中应力的具体类型及对应场景

ANSYS Workbench 会根据分析类型（如静力学、动力学等）计算多种应力分量，不同类型对应不同的受力状态：

应力类型	物理意义	典型场景
正应力（Normal Stress）	垂直于截面的应力，分为拉应力（+）和压应力（-）	梁的弯曲（上下表面分别受拉 / 压）、轴向拉伸 / 压缩
切应力（Shear Stress）	平行于截面的应力，导致材料 “错动”	螺栓受剪、轴的扭转（横截面产生切应力）
等效应力（Equivalent Stress，如 von Mises）	综合正应力和切应力的 “等效强度指标”，用于判断材料是否屈服	大多数结构设计（如机械零件、建筑构件）的强度校核
主应力（Principal Stress）	某一方向上只有正应力、无切应力的应力状态，反映最大 / 最小受力方向	复杂载荷下的应力分析（如压力容器、三维结构）

3.workbench中意义表达

在计算完毕一个结构分析后查看应力是最主要的结果，其分类如图所示，其表达的意思是什么？

其对应的应力结果如下：

1.Equivalent von-mises米塞斯应力，第四强度理论的应力

2.Maximum principal最大主应力，s1

3. Middle principal中间主应力，s2

4.Minimum principal最小主应力，s3

5.Maximum shear最大剪切应力，（s1-s2）/2

6.Intensity 应力强度（第三强度准则）(s1-s3)/2

8.Normal法向应力 SX-SY-SZ

9.Shear剪切应力 SXY=SYX

4. 应力结果的意义

在 Workbench 中查看应力结果，核心目的是判断结构是否满足强度要求：

• 若计算出的应力（尤其是等效应力）小于材料的 “屈服强度” 或 “许用应力”，则结构安全；

• 若应力超过材料强度极限，可能发生塑性变形甚至断裂，需优化结构（如增加厚度、改变形状）。

5. 注意：应力与应变、位移的区别

• 应力：反映内力强度（单位：Pa，MPa 等），是 “力的密集程度”；

• 应变：反映变形程度（无量纲，如伸长率），是 “变形的比例”；

• 位移：反映位置变化（单位：m，mm 等），是 “实际移动距离”。

6.总结

ANSYS Workbench 中的应力，本质是物体内部抵抗变形的强度，不同类型的应力对应不同受力状态，其结果直接用于判断结构是否安全、是否需要优化，是结构力学分析的核心指标。

材料力学中详细列出了四种强度理论，那么在workbench中如何将四种强度理论对应展示出来呢？参考下一篇文章《workbench中的应力如何对应四种强度理论？》