ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)

   在 ANSYS Workbench 中,剪切应力(Shear Stress) 是指物体内部平行于截面方向的应力分量,反映材料在平行于受力面方向上的 “错动趋势” 或 “剪切变形阻力”。它与正应力(垂直于截面的应力)共同构成了材料内部的应力状态。

ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)的图1

ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)的图2

正应力 σx:表示X方向的正向应力

切应力 Txy:表示垂直于X轴的平面上方向沿Y方向的切应力

1.剪切应力的物理意义

从力学本质上看,剪切应力是由于物体受到平行于表面的力(剪切力)作用而产生的:

• 当外力试图让材料的两部分沿平行方向相对滑动时(如剪刀剪断物体),材料内部会产生抵抗这种滑动的内力,单位面积上的这种内力就是剪切应力。

• 单位为帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa),与正应力单位一致。

2.Workbench 中剪切应力的表现形式

在 Workbench 的结构分析(如静力学分析)中,剪切应力如何表达,通过以下案例来理解。设置一个横梁受到上面力的作用,则截面会产生剪切效果,计算后查看结果

ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)的图3

那么根据理解,剪切应力最大的应该发生在平行于ZY平面的截面上,那么提取结果应该看YZ的剪切应力,提取结果如下

ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)的图4

发现YZ结果并非理解的剪切应力的云图,经过研究发现,剪切应力的大小遵循材料力学定义的方向,如下图所示

ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)的图5

结果提取Txy之后的应力可以发现结果和理解的相同.

切应力 Txy:表示垂直于X轴的平面上方向向Y方向的切应力,以X的正方向来截取左侧的截面为参考

ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)的图6

τ_xy:平行于 XY 平面,方向沿 x 轴在 y 方向的错动(或 y 轴在 x 方向的错动);

(分量符号的第一个下标表示应力作用面的法线方向,第二个下标表示应力方向。例如 τ_xy 表示:作用在法线沿 x 轴的截面上,方向沿 y 轴的切应力。)

提取三个方向的结果如图所示

ANSYS workbench中的剪切应力到底是什么(三)的图7

另外重要的一点就是Txy=Tyx,其余方向相同

参考上面的附件

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