Ako uzmete u obzir prostor-vrijeme, svijet oko vas je trodimenzionalan – ili možda čak četverodimenzionalan. Čak i tako, 2D aproksimacije se često koriste u inženjerskoj analizi kako bi se uštedjelo na modeliranju i proračunima.

Pojam ravninskog naprezanja i deformacije je nešto što stalno čujete u analizi konačnih elemenata i mehanici čvrstog tijela općenito, ali šta da li to znači?

Glavna razlika između ravnog naprezanja i ravnog naprezanja je u tome što, kako je modelirano matematički, ravan napon ne može postojati u stvarnosti, dok ravan naprezanje može postojati u stvarnosti.

Problemi s ravnim naprezanjem zanemaruju varijacije naprezanja po debljini. U suštini, ravan napon je matematička aproksimacija, dok je ravan deformacija stvarno stanje u komponentama.

Štaviše, metoda ravnih naprezanja se koristi za vrlo tanke objekte. U ovom slučaju se pretpostavlja da je napon u smjerovima izvan ravnine jednak nuli. Naprezanje postoji samo unutar ravnine.

Nasuprot tome, metoda ravnih deformacija koristi se za debele objekte. Pretpostavlja da je sva naprezanja u smjerovima izvan ravnine jednaka nuli i da postoji samo unutar ravnine.

Razgovarajmo o ovim konceptima detaljno.

Analiza naprezanja u ravni je sastavni dio FEA.

Šta se podrazumijeva pod naprezanjem i deformacijom?

Naponi i deformacije su dva pojma koja se koriste u fizici za opisivanje sila koje uzrokuju deformaciju objekata. Anapon materijala je sila koja djeluje na njegovu jediničnu površinu. Napor koji vrši tijelo pod stresom poznat je kao naprezanje.

Deformacija objekta nastaje kada se primijeni sila deformacije. Unutar objekta će se stvoriti suprotna sila koja će ga vratiti u prvobitni oblik i veličinu. Veličina i smjer sile vraćanja bit će jednaki onima primijenjene sile deformacije. Stres je mjerenje ove obnavljajuće sile po jedinici površine.

Izraz naprezanje odnosi se na deformitet tijela uzrokovan stresom . Kada je uravnoteženo tijelo podvrgnuto stresu, dolazi do naprezanja. Predmet se može smanjiti ili izdužiti zbog primijenjenog naprezanja. Kao frakciona promjena, deformacija se može definirati kao povećanje volumena, dužine ili geometrije. Kao rezultat toga, nema dimenziju.

Možete analizirati ravan napon za različite dvodimenzionalne strukture.

Šta je ravni napon?

Ravninsko naprezanje je definirano kao stanje naprezanja u kojem se ne primjenjuje normalno naprezanje, 0, i nikakva posmična naprezanja, Oyz i Orz, nisu primijenjena okomito na ravninu x-y.

Ravninsko naprezanje nastaje kada sve komponente naprezanja koje nisu nula leže u jednoj ravni (tj. dvoosno stanje naprezanja). Plastični dijelovi sa tankim zidovima često pate od ovog stanja naprezanja, gdje je σ3 <<< σ1, σ2. Samo mali dio naprezanja koji djeluju paralelno s površinom razvija se u debljinismjer.

Što je ravan deformacija?

Ravno deformacija je fizička deformacija tijela koja nastaje kada se materijal pomjeri u smjeru paralelnom s ravninom. Metali su skloni koroziji naprezanja kada dođe do ravan deformacije.

Izraz “ravan-deformacija” odnosi se na činjenicu da se deformacija može pojaviti samo u ravni, što znači da nema deformacije izvan ravnine će se dogoditi. U ovom slučaju, granični uvjet sprječava kretanje u smjeru izvan ravnine. Naprezanje izvan ravnine nije prisutno jer je kretanje ograničeno. Umjesto toga, zbog fiksiranosti pokreta, stvara se napon.

Razlike između ravnog naprezanja i deformacije

Ravni napon i deformacija su međusobno povezani jer je napon jednak proizvedenom naprezanju. Ipak, oni imaju dosta razlika.

Kada se primjenjuje ravan napon, može doći do naprezanja u debljini elementa. Dakle, element će postati tanji kada se rastegne, a postat će deblji kada se sabije.

S druge strane, tokom ravninskog naprezanja ne može doći do deformacija izvan ravnine (debljine) jer deformacije su u potpunosti fiksirani. Na ovaj način, napon se stvara u smjeru van ravni, dok ploča preuzima naprezanje u ravni.

Osim toga, obje ove analize imaju prilično različitu upotrebu.

Ravninsko naprezanje je općenito prikladno za analizu elemenata s relativno ograničenom dubinom izvan ravni, kao što su kutijeili teški cilindri. Obično je moguće provesti ovu analizu samo pomoću strukturalnog ili generičkog FE softvera, a ne softvera za geotehničku analizu.

Nasuprot tome, ravna deformacija se može koristiti za analizu poprečnih presjeka elemenata s gotovo beskonačnom dubinom ravnih ili linearnih konstrukcija, obično onih sa konstantnim poprečnim presjekom, sa dužinama koje se mogu smatrati gotovo beskonačnim u odnosu na njihovu veličinu poprečnog presjeka i koje imaju zanemarljive promjene dužine pod opterećenjem.

Evo tabele poređenja između ravnog naprezanja i naprezanja za vas:

Ravninsko naprezanje VS deformacija.

Ovdje je mali video isječak koji objašnjava koncepte ravan naprezanja i ravan deformacije.

Ravni napon i ravannaprezanje.

Gdje se javlja ravni stres?

Uvjeti ravni naprezanja uglavnom se javljaju u dvije dimenzije. Ako ploču smatrate elementom na koji se vrši naprezanje, on će najvjerovatnije djelovati na njenu površinu.

Da li je ravni naprezanje dvodimenzionalno ili trodimenzionalno?

Ravni napon je uvijek dvodimenzionalni uvjet jer već pretpostavljate vrijednost naprezanja u bilo kojem smjeru kao nula.

Šta je maksimum ravni naprezanja?

Postoje dvije vrijednosti ravninskog naprezanja koje su:

• Maksimalni napon u ravnini je 6,3 ksi
• Maksimalni van- naprezanje u ravni je približno 10,2 ksi

Prema ovim vrijednostima, ravninski napon izvan ravni je veći od naprezanja u ravnini.

Možete koristiti FEA za analizu naprezanja i deformacije za različite objekte.

Za šta se koriste transformacije naprezanja?

Transformacija naprezanja se obično koristi za određivanje naprezanja na elementu koji je drugačije orijentisan.

Kada je predmet postavljen negdje, on doživljava stres od raznih vanjskih faktora zbog djelovanja višestrukih sila. Vrijednost ovog naprezanja varira u cijelom objektu i različitim područjima koncentracije naprezanja. Međutim, ovaj stres ovisi o referentnom okviru tog objekta.

Koristeći tehnike analize transformacije naprezanja, možete lako izmjeriti stres koji se vrši na dato tijelo.

Konačni zaključak

• Naprezanje i naprezanje su fenomeni koje proučavate i čujete ako ste povezani s područjem mehanike čvrstog tijela. Svaki objekat, bilo dvodimenzionalni ili trodimenzionalni, doživljava ove dvije sile. Oboje su međusobno povezani.
• Koncept ravnog naprezanja je samo aproksimacija zasnovana na matematici, dok ravan deformacija izlazi fizički u smislu svojih komponenti.
• Možete koristiti analizu ravnih naprezanja za tanak objekat sa ograničenom dubinom, za razliku od ravne deformacije, koja analizira objekte beskonačne dubine.
• Naprezanje u ravni, napon duž jedne komponente je uvek nula. S druge strane, ravna deformacija pretpostavlja da je deformacija u jednom smjeru nula.
• Ravninsko naprezanje uzrokuje deformacije izvan ravnine, dok ravna deformacija ne dopušta nikakve deformacije izvan ravnine.

Povezani članci

2 Pi rampa; Pi r na kvadrat: u čemu je razlika?

Koja je razlika između vektora i tenzora? (Objašnjeno)

Koja je razlika između ortogonalnog, normalnog i okomitog kada se radi o vektorima? (Objašnjeno)