1、各向异性简介
材料的各向异性是指:材料在互相垂直的两个方向上具有不同的性能指标。如许多材料在横向与纵向两个方向上的抗拉强度明显不同,像单一纹路的木板、肌肉组织等。
常见的各向异性材料有竹子、木材、纤维板、酚醛层压板、环氧玻璃布棒、树脂+无碱布等手工成型材料、硅钢片等等。
2、分析模型及边界条件简介
模型为10mm X 10mm X 10mm的正方形(图1),图2为载荷分布图,50 KN载荷均匀分布于图2所示三个面,该三个面的对立面施加滚柱约束。
图1
图2
3、各向异性线弹性材料参数设置
图3为当前材料的设置界面及相关内容。
图3
4、手动计算与仿真结果对比
4.1 手动计算结果
利用公式:
(4-1)
(4-2)
(4-3)
式中:i表示坐标轴的方向,F为外部载荷,S为载荷对应的横截面积,σ为横截面积的均布正应力,ε为正应变,∆l为变形量,l为原长。
利用上述公式推导,计算各个轴方向的正应力及变形,见表1。
结果 |
X轴方向 |
Y轴方向 |
Z轴方向 |
正应力(MPa) |
500 |
500 |
500 |
变形(位移)(mm) |
0.025 |
0.0125 |
0.00625 |
4.2 仿真分析云图结果
(1)X方向正应力:
(2)Y方向正应力:
(3)Z方向正应力:
(4)X方向位移:
(5)Y方向位移:
(6)Z方向位移:
5、总结
通过手动计算与仿真结果对比可知,两者的数据基本一致,SOLIDWORKS SIMULATION中对于各向异性材料的模拟,是可靠的。
本文主要希望大家学会各向异性材料的设置方法,后续如果有碰到该种材料,可以灵活应对。
形成以"定制方案+技术服务+成功实施"模式为制造业企业提供数字化设计、制造及管理解决方案,并为用户提供维护服务和技术支持