Re: [請益] 有限元素分析結果如何判讀
※ 引述《chaos7708 (魔鬼筋肉人)》之銘言：
前文述刪 又稍微排版一下
: 問題如下
: 1.按照過去所學 Brittle material應該取 分析結果的Tensile stress
: 與材料的Ultimate Tensile Strength1比較來判斷是否破壞
: Ductile Material應該取 分析結果的von Mises stress
: 與材料的shear strenght比較來判斷是否破壞
: 這樣對嗎?
首先 要分辨兩種材料的特性與破壞判斷
要記憶上述末端結果是可以，但話說從頭會更有印象。
一般來說，材料會變形是因為材料上有剪力的分佈。
這可以複習材料力學中，兩種常見的變形(扭轉與彎曲)就可以瞭解。
延展性材料(Duct. Mat.)多半是金屬材料，當受力造成他產生永久變形時，
在一般工程上認定為破壞，臨界點稱降伏點(Yield pt.)。破壞時的應力值
就是降伏強度。所以這類材料的破壞準則，就是看剪應力能量有沒有超過允
許值，在安全係數為1.0的情況下，允許強度就等於材料強度。
脆性材料(Bri. Mat.)大多是非金屬材料，我最常舉個例子就是粉筆。這種
材料不太容易產生變形，在工程上的破壞判斷是以達成斷裂、粉碎等條件來看。
斷裂、粉碎的破壞面....好吧，把粉筆折斷後，就是那樣子。這種破壞的來源
是正應力。一般定義造成破壞的應力值為張力強度或壓力強度，就是正向
應力的正方向或負方向啦。
而結論 就跟你上述的完全一樣 (其實廢話那麼多是要回答下一題 純粹鋪埂 Orz)
: 2.這判斷準則跟結構體受力方式有關嗎?
: 例如一個柱狀體(Dctile)受力而單純壓縮 或懸臂樑受純剪力
: 此時判斷準則還是取Shear strength判定? (感覺這樣不太合理)
這問題最大的關鍵概念是 材料受力情況並沒有這麼單純
可以將粉筆施加一個扭轉力並使其破壞，
會發現破壞面的方向跟外加施力方向不同，通常不平行也不垂直。
這結果與扭轉一根金屬棒是不一樣的(若扭不動就去扭黏土吧，禁止邊扭邊拉開)
也就是說，施力方向是一回事，但破壞方向又是另外一回事。
當結構上施予力量時，真正在材料元素上的破壞應力可能跟我們想的不一樣。
這方面的觀念可以參考材料力學上的莫爾圓與主平面
(Mohr's circle and principal plane) http://0rz.tw/f040q
利用這個概念，可以把施力的元素方向轉成具有主平面的元素方向
之後才利用主平面上的應力，或衍生的破壞理論，來判斷材料是不是會破壞。
通常有限元素分析軟體會自動幫我們算好這些麻煩的計算
也就是說
延展性材料就是輸出von Mises的等效剪應力 去跟材料試驗的降伏強度比
脆性材料就是輸出最大的主平面應力
(立體空間中會有三個值，正負的方向不同，最大值的不見得就是正值)
去跟材料試驗的拉力強度或壓力強度比較(通常兩個強度會差不多，偶有例外)
詳見機械元件設計的材料破壞準則
更仔細的話 最好連安全係數的定義都翻翻看
: 麻煩各位前輩對這部份有涉獵的 能否抽空解答
: 感激不盡
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※ 編輯: chintei 來自: 140.112.230.59 (04/21 06:35)
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04/24 01:00, , 1F
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