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在工程结构分析中,ANSYS常被用来计算复杂结构的应力分布。然而,有时我们不仅需要知道应力场,还需要将其转换为截面内力,进一步利用材料力学公式计算等效应力。例如,在坝基分析中,等效应力的评估对结构安全至关重要。
首先,ANSYS的计算结果通常包含节点应力或单元应力分布。要将其转换为截面内力(如轴力、剪力、弯矩等),需对指定截面进行应力积分。具体步骤如下: 提取截面应力:在ANSYS中选定坝基截面,获取该截面上的正应力(σx, σy)和剪应力(τxy)。 计算内力:通过积分应力分量,得到截面内力。例如,轴力由正应力沿截面面积积分求得,剪力由剪应力积分得到。
接着,利用材料力学公式计算等效应力(如第四强度理论的Von Mises应力)。对于平面问题,等效应力的表达式通常为: √(σx² + σy² - σxσy + 3τxy²)
最终,通过对比等效应力与材料许用应力,可评估坝基的结构安全性。这一方法结合了有限元计算的精确性和材料力学的简洁性,适用于水利工程中的关键部位分析。