一个简单的预紧单元PRETS179例子

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塑性分析结果理论值约束屈服应力教育 |
分类: 结构 |
01/12/2012
例子描述:一根圆截面钢柱(或杆件),一开始上下端面三向平动自由度约束,其中有预紧力P(受拉),后一端Z向(沿柱长度方向)约束解除,此时柱内应力和应变情况如何?
概念分析:若在预紧力作用下,柱处于弹性阶段,那么柱内只存在弹性应变,接触约束后,弹性应变全部恢复,柱内无应力和应变;若在预紧力作用下,柱已进入塑性阶段,那么柱内除了弹性应变外,还有塑性应变,解除约束后,弹性应变全部恢复,塑性应变保留。
算例描述:取直径D=30mm,长度L=200mm,弹性模量E=206000MPa,屈服应力fy=345MPa,屈服后切线模量Et=E/10=20600MPa(一般取E/3,这个视情况而定,本例只说明预紧单元的使用)。情况1:P1=50kN,情况2:P2=300kN。
理论计算:情况1:初始时,应力=70.77MPa,弹性应变=0.000344,处于弹性阶段,塑性应变为0。
情况2:初始时,应力=424.63MPa,总应变=0.00553,其中弹性应变=0.002055,塑性应变=0.003475,解除约束后,弹性应变恢复,剩下塑性应变。
以下各图为ANSYS分析结果,未仔细统计ANSYS分析结果的数值,但可与图示结果作对比,发现分析结果和理论值比较接近。需要注意的是:由于ANSYS分析时考虑了圣维南效应,因此分析结果不会像理论值那样绝对。
概念分析:若在预紧力作用下,柱处于弹性阶段,那么柱内只存在弹性应变,接触约束后,弹性应变全部恢复,柱内无应力和应变;若在预紧力作用下,柱已进入塑性阶段,那么柱内除了弹性应变外,还有塑性应变,解除约束后,弹性应变全部恢复,塑性应变保留。
算例描述:取直径D=30mm,长度L=200mm,弹性模量E=206000MPa,屈服应力fy=345MPa,屈服后切线模量Et=E/10=20600MPa(一般取E/3,这个视情况而定,本例只说明预紧单元的使用)。情况1:P1=50kN,情况2:P2=300kN。
理论计算:情况1:初始时,应力=70.77MPa,弹性应变=0.000344,处于弹性阶段,塑性应变为0。
情况2:初始时,应力=424.63MPa,总应变=0.00553,其中弹性应变=0.002055,塑性应变=0.003475,解除约束后,弹性应变恢复,剩下塑性应变。
以下各图为ANSYS分析结果,未仔细统计ANSYS分析结果的数值,但可与图示结果作对比,发现分析结果和理论值比较接近。需要注意的是:由于ANSYS分析时考虑了圣维南效应,因此分析结果不会像理论值那样绝对。