Ansys后处理-如何看应力
ANSYS应力应变分析
ANSYS应力应变分析ANSYS是一种强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域中的结构力学、流体力学和电磁学等领域。
在应力应变分析中，ANSYS可以帮助工程师通过建立准确的模型和应用适当的加载条件，预测和评估结构的应力和应变响应。
在应力应变分析中，ANSYS的工作流程通常包括以下几个步骤：几何建模、材料定义、网格生成、约束和加载条件的设置、求解和结果后处理。
下面将详细介绍这些步骤。
首先，以准确、完整的几何模型为基础进行分析。
在ANSYS中，可以通过多种方式创建几何模型，例如直接建模、导入CAD文件或使用预定义的几何实体。
关键是确保几何模型的准确性，以便能够准确地预测应力和应变分布。
其次，定义材料属性。
在ANSYS中，可以指定各种不同的材料模型和属性，例如弹性模量、泊松比、屈服应力等。
这些材料属性将直接影响应力和应变分析的结果。
因此，需要根据实际材料的性质和材料行为选择适当的材料模型和属性。
接下来，进行网格生成。
网格将模型划分为小的离散单元，这是进行有限元分析的基础。
网格的质量和密度对最终的分析结果有很大影响，因此需要选择适当的网格生成方法和参数。
ANSYS提供了多种网格生成工具和技术，如自适应网格生成、Tetra网格、Hexa网格等。
然后，需要设置约束和加载条件。
在应力应变分析中，需要指定边界条件，即固定点或面，以约束结构的自由度。
同时，还需要定义加载条件，如施加力、压力、温度等。
这些约束和加载条件将直接影响结构的响应，因此需根据实际情况进行设置。
完成上述步骤后，可以进行求解。
ANSYS使用基于有限元法的计算方法进行数值求解。
根据所定义的模型、材料属性、网格和加载条件，ANSYS将计算模型的应力和应变分布。
求解的结果包括应力和应变的大小、方向和分布情况。
最后，进行结果后处理。
在ANSYS中，可以对求解结果进行可视化、图形绘制和数据导出等操作。
通过对结果的分析和比较，可以评估结构的可靠性和安全性，并作出相应的设计决策。
ansys中beam单元应力结果
ansys中beam单元应力结果ANSYS中的Beam单元（BEAM3或BEAM4）的应力结果可以通过查看在节点上的S1、S2和S3应力值来获得。
这些应力值表示相对于单元坐标系的正常应力，其中S1是沿单元长度方向的应力，S2是沿单元的切应力，S3是沿垂直于单元断面的应力。
要查看Beam单元的应力结果，请按照以下步骤操作：1. 在ANSYS中加载您的模型，并选择要查看应力结果的Beam单元。
2. 打开"Solution"菜单，并选择"Analysis Type"下的"Static Structural"。
3. 选择"Insert"菜单下的"Results"，然后选择"Engineering Data"。
4. 在Engineering Data窗口中，找到"Beam Stresses"项，并展开它。
5. 选择你要查看的Beam单元，然后单击"OK"。
6. 在主窗口中，选择"General Postproc"界面。
7. 单击"List"，然后选择"Nodal Solution"。
8. 在"Nodal Solution"窗口中，选择"Beam Stress"项，并单击"OK"。
9. 现在，您可以按节点编号或坐标对应的应力结果进行查看。
S1、S2和S3的值将以相应的单位（例如MPa）显示。
请注意，Beam单元的应力结果是基于Beam单元的假设和约束，因此可能不是准确的在复杂几何形状和应力条件下。
在解决复杂问题时，可能需要使用其他类型的单元来更准确地评估应力分布。
ANSYS后处理(结果查看)
一、显示某个时间点的温度云图1、General Postproc →Read Result →By Time/Freq2、在跳出的窗口中输入时间点，点击OK按钮3、然后点Plot Results按下图操作3、然后点击plot →Replot即可显示该时刻的云图二、提取某个节点的数值1、首先通过下列命令，选择部分单元nsel,s,loc,x,0,0.025esln,all然后读取所需节点的编号。
2、点击时间历程后处理器TimeHist postproc弹出如箭头所指对话框。
点击图对话框左上角的绿色增加按钮弹出对话框点击ok按钮，在弹出的对话框中输入节点编号，或者鼠标点击选择节点即可将新的数据读入对话框中如下图所示然后即可通过窗口上的按钮对数据进行操作处理。
/POST1set,last !定义数据集从结果文件中读出，last表示读取最后的数据集plnsol,s,eqv !以连续的轮廓线形式显示结果，S表示应力，EQV表示等效应力查看某个截面的云图!-----------------选取节点结果/post1!seltol,1.0e-10set,,,,,2.5!nsel,s,loc,y,0.1,0.1nsel,s,loc,x,0.02/page,99999,132,99999,240!-------------------显示某个截面wprota,,,90wpoffs,,,0.02/CPLANE,1 !指定截面为WP/TYPE,1,5 !结果显示方式选项工作平面移回全局坐标原点WPCSYS,-1nsel,s,loc,x,0,0.025esln,,1,ACTIVE。
ansys机械臂刚度和应力分析
ANSYS机械臂刚度和应力分析简介在机械工程中，机械臂是一种重要的工具。
它通常由多个关节和链式连接组成，用于执行各种任务。
在设计机械臂时，刚度和应力分析是至关重要的步骤。
本文将介绍如何使用ANSYS软件进行机械臂的刚度和应力分析。
刚度分析刚度是指物体抵抗形变的能力。
在机械臂中，刚度是一个重要的设计参数，它决定了机械臂的稳定性和精度。
ANSYS 软件提供了多种分析方法来评估机械臂的刚度。
结构刚度分析结构刚度分析是通过施加外部载荷并测量变形来评估机械臂的刚度。
首先，需要建立机械臂的三维模型，并定义材料属性和约束条件。
然后，在ANSYS中选择适当的分析方法，如有限元分析（FEA），进行结构刚度分析。
FEA是一种数值模拟方法，通过将结构离散化为有限数量的单元，计算每个单元的应力和变形，从而确定整个结构的刚度。
模态分析模态分析用于确定机械臂的固有频率和振型。
固有频率是机械臂自由振动的频率，它与机械臂的刚度和质量有关。
振型描述了机械臂振动时各个部分的运动形式。
通过模态分析，可以确定机械臂的关键振动模式，从而避免共振和不稳定性问题。
优化设计刚度分析的结果可以用于指导机械臂的优化设计。
通过调整关节的材料和几何参数，可以改变机械臂的刚度特性。
例如，增加关节的直径或壁厚可以增加关节的刚度。
通过使用ANSYS的优化功能，可以自动搜索最佳设计参数，以满足特定的刚度要求。
应力分析应力分析用于评估机械臂在工作载荷下的强度和稳定性。
机械臂在操作中承受着不断变化的载荷，如重量、惯性力和外部负载。
合理评估应力情况可以避免机械臂发生破坏或失效。
静态应力分析静态应力分析是一种常用的方法，用来评估机械臂在静止状态下承受的载荷。
在ANSYS中，可以通过施加不同的载荷和约束条件来模拟不同工况下的应力分布。
静态应力分析可以确定机械臂各个部分的应力大小和分布情况，并判断是否存在应力集中和弱点。
动态应力分析动态应力分析用于评估机械臂在动态载荷下的应力响应。
ANSYS后处理(结果查看)
一、显示某个时间点的温度云图1、General Postproc →Read Result →By Time/Freq2、在跳出的窗口中输入时间点，点击OK按钮3、然后点Plot Results按下图操作3、然后点击plot →Replot即可显示该时刻的云图二、提取某个节点的数值1、首先通过下列命令，选择部分单元nsel,s,loc,x,0,0.025esln,all然后读取所需节点的编号。
2、点击时间历程后处理器TimeHist postproc弹出如箭头所指对话框。
点击图对话框左上角的绿色增加按钮弹出对话框点击ok按钮，在弹出的对话框中输入节点编号，或者鼠标点击选择节点即可将新的数据读入对话框中如下图所示然后即可通过窗口上的按钮对数据进行操作处理。
/POST1set,last !定义数据集从结果文件中读出，last表示读取最后的数据集plnsol,s,eqv !以连续的轮廓线形式显示结果，S表示应力，EQV表示等效应力查看某个截面的云图!-----------------选取节点结果/post1!seltol,1.0e-10set,,,,,2.5!nsel,s,loc,y,0.1,0.1nsel,s,loc,x,0.02/page,99999,132,99999,240!-------------------显示某个截面wprota,,,90wpoffs,,,0.02/CPLANE,1 !指定截面为WP/TYPE,1,5 !结果显示方式选项工作平面移回全局坐标原点WPCSYS,-1nsel,s,loc,x,0,0.025esln,,1,ACTIVE。
ansys入门之三(应力分析)
应力分析 - 前处理
...网格划分
指定网格控制 是网格划分的第二步。
ANSYS 中有许多可用的网格控制。现在， 我们 介绍一个指定网格密度的简单方法，智能网格划 分。
智能网格划分是一种运算法则，它按照线的长度， 曲率和对孔的近似确定模型中线的分割单元数。
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你只需要指定从1（最细网格）到10（最粗网格） 的“尺寸水平”，其他的由ANSYS处理。
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应力分析 - 前处理
...网格划分
实常数
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实常数用于描述那些由单元几何模型不能完全确 定的几何形状。 例如:
梁单元是由连接两个节点的线来定义的，这只定义了梁的长度。 要指明梁的横截面属性，如面积和惯性矩，就要用到实常数。 壳单元是由四面体或四边形来定义的，这只定义了壳的表面积， 要指明壳的厚度，必须用实常数。
维数 -- 2-D (仅有X-Y 平面), or 3-D.
假定的位移形函数 -- 线性及二次
ANSYS有超过150个的单元类型可供选择。对于 如何选取单元类型稍后介绍，现在，请看如何定
应力分析 - 前处理
...网格划分
定义单元类型:
Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete [Add] 添加新单元类型 选择想要的类型(如 SOLID92) 并按 OK键 [Options] 指定附加的单元 选项 或使用 ET 命令: et,1,solid92
...网格划分
先定义好材料类型 的结构树 接着输入单个材料 的性质值 或使用 MP 命令
mp,ex,1,30e6 mp,prxy,1,.3
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应力分析 - 前处理
Ansys后处理之Stress
Ansys后处理之Stress(应力)SX：X-Component of stress;SY：Y-Component of stress;SZ：Z-Component of stress，X,Y,Z轴方向应力SXY：XY Shear stress;SYZ：YZ Shear stress;，SXZ：XZ Shear stress，X，Y,Z三个方向的剪应力。
S1：1st Principal stress;S2：2st Principal stress;，S3：3st Principal stress第一、二、三主应力。
区分：首先把一个微元看成是一个正方体，那么假设三个主应力分别是F1 F2 F3，那么如果三个力中哪个力最大，就是F1,也是最大主应力，也叫第一主应力，第二大的叫第二主应力，最小的叫第三主应力，因此，是根据大小来定的[引用SINT：stress intensity（应力强度），是由第三强度理论得到的当量应力，其值为第一主应力减去第三主应力。
SEVQ:Von Mises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。
Ansys后处理中'Von Mises Stress'我们习惯称Mises 等效应力，它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论)。
我们分析后查看应力，目的就是在于确定该结构的承载能力是否足够。
那么承载能力是如何定义的呢？比如混凝土、钢材，应该就是用万能压力机进行的单轴破坏试验吧。
也就是说，我们在ANSYS 计算中得到的应力，总是要和单轴破坏试验得到的结果进行比对的。
所以，当有限元模型本身是一维或二维结构时，通过查看某一个方向，如plnsol,s,x等，是有意义的。
但三维实体结构中，应力分布要复杂得多，不能仅用单一方向上的应力来代表结构此处的确切应力值——于是就出现了强度理论学说。
材料力学中的四种强度理论1)、第一强度理论：最大拉应力强度理论该理论认为，材料破坏的主要因素是最大拉应力，无论何种状态，只要最大拉应力达到材料的单向拉伸断裂时的最大拉应力，则材料断裂。
ANSYSworkbench结果后处理与强度理论与应力状态（BY木儿山下）
ANSYSworkbench结果后处理与强度理论与应力状态（BY木儿山下）在机械CAD上发一个原创后处理的心得。
新手可看，老鸟勿喷。
1.Workbench中查看第一、二、三、四及莫尔强度理论应力结果应力校核时，对于不同材料不同的应力状态应采用不同的强度理论1.1 脆性材料的单、二向应力状态，塑性材料的三向应力状态采用第一强度理论σ1≤[σ]Workbench查看结果，直接就是stress中的Maximum Principal Stress1.2 脆性材料的三向应力状态，塑性材料的单、二向应力状态采用三、四强度理论第三强度理论，(σ1-σ3)≤[σ]Workbench查看结果：需自定义输出结果，User Defined Result -----expression中输入“s1-s3”即可第四强度理论，sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]Workbench查看结果：Equivalent（VON-MISES） Stress1.3莫尔强度理论是在第三强度理论上考虑材料承受拉压不同(σ1-b*σ3)≤[σ] b=许用拉应力/许用压应力Workbench查看结果：需自定义输出结果，User Defined Result -----expression中输入“s1-b*s3”即可2.理论力学中计算的切应力在WORKbench中的显示（概念问题）一般做完结果看的是Equivalent（VON-MISES） Stress ，这个应力绝不是切应力，新手在看结果时往往会混淆这个概念。
而有时又要看切应力，这完全是一个概念倒腾问题，因为看切应力的目的其实就是第三强度理论。
需自定义输出结果，User Defined Result -----expression中输入“s1-s3”即可。
3.结果的柱坐标显示（显示切应变变形量）流程大概是这样的，首先建立一个柱坐标系，然后输入结果的时候coordinate system改为那个柱坐标系即可。
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Ansys后处理-如何看应力点击数：3091 更新时间：2012-4-20 16:29:47SX:X-Component ofstress;SY:Y-Component of stress;SZ:Z-Component ofstress--X,Y,Z轴方向应力。
SXY:XY Shear stress;SYZ:YZ Shearstress;SXZ:XZ Shear stress--X,Y,Z三个方向的剪应力。
S1:1stPrincipal stress;S2:2st Principal stress;,S3:3st Principalstress--第一、二、三主应力。
区分:首先把一个微元看成是一个正方体,那么假设三个主应力分别是F1F2F3,那么如果三个力中哪个力最大,就是F1,也是最大主应力,也叫第一主应力,第二大的叫第二主应力,最小的叫第三主应力,因此,是根据大小来定的。
SINT:stress intensity--应力强度,是由第三强度理论得到的当量应力,其值为第一主应力减去第三主应力。
SEVQ:Von Mises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。
Ansys 后处理中'VonMises Stress'我们习惯称Mises等效应力,它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论)。
我们分析后查看应力,目的就是在于确定该结构的承载能力是否足够。
那么承载能力是如何定义的呢?比如混凝土、钢材,应该就是用万能压力机进行的单轴破坏试验吧。
也就是说,我们在ANSYS计算中得到的应力,总是要和单轴破坏试验得到的结果进行比对的。
所以,当有限元模型本身是一维或二维结构时,通过查看某一个方向,如plnsol,s,x等,是有意义的。
但三维实体结构中,应力分布要复杂得多,不能仅用单一方向上的应力来代表结构此处的确切应力值——于是就出现了强度理论学说。
材料力学中的四种强度理论1.第一强度理论:最大拉应力强度理论该理论认为,材料破坏的主要因素是最大拉应力,无论何种状态,只要最大拉应力达到材料的单向拉伸断裂时的最大拉应力,则材料断裂。
其中,某点的最大拉应力数值,就是其第一主应力数值。
2.第二强度理论:最大拉应变理论该理论认为,引起材料破坏的主要因素,是最大拉应变。
无论何种状态,只要最大拉应变达到材料拉伸断裂时的最大应变值,则材料断裂。
此时,形式上将主应力的某一综合值与材料单向拉伸轴向拉压许用应力比较,这个综合值就是等效应力——equivalentstress。
3.第三强度理论:最大切应力理论该理论认为,引起材料屈服的主要因素是最大切应力,不论何种状态,只要最大切应力达到材料单向拉伸屈服时的最大切应力,则认为材料屈服。
相关公式:4.第四强度理论:畸变能理论该理论认为,弹性体在外力作用下产生变形,荷载做功、弹性体变形储能,称之为应变能(分为畸变能和体积的改变能)。
引起材料屈服的主要因素是畸变能密度,无论何种状态,只要畸变能密度达到材料单向拉伸屈服时的畸变能密度,材料就屈服。
ANSYS后处理中应力查看总结:1.平面结构,查看某方向应力;2.实体脆性结构,如混凝土、岩石、铸铁等,根据第一、第二强度理论,查看项目为第一主应力或等效应力;3.塑形较强的实体结构,根据第三、第四强度理论,查看项目为应力强度(stress intensity)或VonMisses应力。
总的来说,宗旨就是把各项分布的应力,换算成单向应力,与规范规定的容许应力进行比较。
后处理节点应力中x,y,z方向应力和第一、二、三主应力就不介绍了,stress intensity(应力强度),是由第三强度理论得到的当量应力,其值为第一主应力减去第三主应力。
VonMises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。
Ansys后处理中"Von Mis后处理节点应力中x,y,z方向应力和第一、二、三主应力就不介绍了,stress intensity(应力强度),是由第三强度理论得到的当量应力,其值为第一主应力减去第三主应力。
VonMises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。
Ansys后处理中"Von MisesStress"我们习惯称Mises等效应力,它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论)。
第三强度理论认为最大剪应力是引起流动破坏的主要原因,如低碳钢拉伸时在与轴线成45度的截面上发生最大剪应力,材料沿着这个平面发生滑移,出现滑移线。
这一理论比较好的解释了塑性材料出现塑性变形的现象。
形式简单,但结果偏于安全。
第四强度理论认为形状改变比能是引起材料流动破坏的主要原因。
结果更符合实际。
一般脆性材料,铸铁、石料、混凝土,多用第一强度理论。
考察绝对值最大的主应力。
一般材料在外力作用下产生塑性变形,以流动形式破坏时,应该采用第三或第四强度理论。
压力容器上用第三强度理论(安全第一),其它多用第四强度理论。
第四强度理论应力,即Vonmises(范•米塞斯)等效应力作为衡量应力水平的主要指标。
Vonmises应力是正应力和剪切应力的组合,常用来描绘联合作用的复杂应力状态。
von misesstress的确是一种等效应力,它用应力等值线来表示模型内部的应力分布情况,它可以清晰描述出一种结果在整个模型中的变化,从而使分析人员可以快速的确定模型中的最危险区域。
vonMises(冯米斯应力,应力云纹)。
冯米斯应力图用于评价应力分布情况.catia 自动生成的调色板,颜色从蓝到红,表示应力逐渐变大。
当鼠标指向节点时,显示此节点的冯米斯应力值。
vonMises屈服准则是von Mises于1913年提出了一个屈服准则。
它的内容是:当点应力状态的等效应力达到某一与应力状态无关的定值时,材料就屈服;或者说材料处于塑性状态时,等效应力始终是一不变的定值。
等效σ=(1/2(σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ1)^2)^(1/2)参看《塑性成型力学》vonmises应力就是一种当量应力,它是根据第四强度理论得到的当量应力。
von misesstress 是综合的概念,考虑了第一第二第三主应力,可以用来对疲劳,破坏等的评价。
YIELDINGcriterion (材料屈服标准)有基于stress analysis也有基于strainanalysis的。
von misesstress(VMS)其实是一个STRESS yielding criterion.我们认为对于某一材料来说,它都有一个yieldingstress, 这个yielding stress 对应于相应的屈服点(yieldingpoint).当材料受到外力刺激,如果其内部某处应力(VMS)大于这个yieldingstress, 那么我们认为材料在此处有可能发生屈服。
在FEA中,VMS的计算是基于principalstress的。
VonMises应力与VonMIses屈服准则,用在各向同性材料中较常见,来自于应力张量第一不变量。
如果生物力学计算中缺乏材料数据,以近似材料参数代替,这种情况下似乎用VON应力也是可以的。
vms是材料力学中的第四屈服理论,主要是对塑性材料的,考虑的主要是疲劳效应。
最大应力,最大应变主要是针对脆性材料的。
我印象中是这样的,可以看看材料力学中的四大强度理论。
屈服准则的概念屈服准则:A.受力物体内质点处于单向应力状态时,只要单向应力大到材料的屈服点时,则该质点开始由弹性状态进入塑性状态,即处于屈服。
B.受力物体内质点处于多向应力状态时,必须同时考虑所有的应力分量。
在一定的变形条件(变形温度、变形速度等)下,只有当各应力分量之间符合一定关系时,质点才开始进入塑性状态,这种关系称为屈服准则,也称塑性条件。
它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件,这种力学条件一般可表示为f(σij) =C又称为屈服函数,式中 C是与材料性质有关而与应力状态无关的常数,可通过试验求得。
屈服准则是求解塑性成形问题必要的补充方程。
由于一般脆性材料,铸铁、石料、混凝土,多用第一强度理论。
考察绝对值最大的主应力。
但是骨的受力比较复杂,如果只考察最大主应力显然不能真实反映骨骼在实际情况下的受力状况,所以综合考虑Mises准则就是个很好的选择。
个人认为mises应力只是一个简单的判断,具体到行业中有各自的较细的判断准则,例如塑性加工中也是用mises应力做判断,但脆性材料就不同,可以选用最大主应力。
mises应力大,只是代表该处的应力状态不够理想(多数情况是希望应力较小),往往是(注意是往往,不是一定)材料容易破坏的地方,也是材料变形较大的地方(fea中用peeq等效应变表示),因此常用来作为判断。
从基本原理上讲是与有限元软件的程序、计算相关的,其变形是根据能量得到的,模拟出的应力状态是对能量的一种等效处理(过程很复杂),就是这样子。
因此精确的材料参数和边界处理是有限元模拟的关键,任何模拟出来的结果都需要细致的分析,都值得怀疑:)Von Mises应力是基于剪切应变能的一种等效应力其值为(((a1-a2)^2+(a2-a3)^2+(a3-a1)^2)/2)^0.5其中a1,a2,a3分别指第一、二、三主应力,^2表示平方,^0.5表示开方。
其大概的含义是当单元体的形状改变比能达到一定程度,材料开始屈服。
vonMises于1913年提出了一个屈服准则,这个屈服准则被称为vonMises屈服准则。
它的内容是:当点应力状态的等效应力达到某一与应力状态无关的定值时,材料就屈服;或者说材料处于塑性状态时,等效应力始终是一不变的定值。
在弹塑性有限元计算中,屈服准则的数学描述是整个计算的核心。
因此有人将等效应力叫做vonMises应力。
因此大家在弹塑性力学的书里查不到von Mises应力的定义。
我认为这是有限元软件里的一种叫法。
它等同于等效应力,又称应力强度。
后面这两个概念在任何一本弹塑性力学的书里都可以查到。
后处理节点应力中x,y,z方向应力和第一、二、三主应力就不介绍了,stress intensity(应力强度),是由第三强度理论得到的当量应力,其值为第一主应力减去第三主应力。
VonMises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。
Ansys后处理中"Von MisesStress"我们习惯称Mises等效应力,它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论)。
第三强度理论认为最大剪应力是引起流动破坏的主要原因,如低碳钢拉伸时在与轴线成45度的截面上发生最大剪应力,材料沿着这个平面发生滑移,出现滑移线。
这一理论比较好的解释了塑性材料出现塑性变形的现象。