시공간을 고려한다면 주변 세계는 3차원이거나 4차원일 수도 있습니다. 그럼에도 불구하고 2D 근사는 모델링 및 계산을 절약하기 위해 엔지니어링 분석에서 자주 사용됩니다.

평면 응력 및 변형의 개념은 일반적으로 유한 요소 해석 및 고체 역학에서 항상 듣는 것이지만

평면 응력과 평면 변형의 주요 차이점은 수학적으로 모델링한 것처럼 평면 응력은 실제로 존재할 수 없지만 평면 변형은 실제로 존재할 수 있다는 것입니다.

평면 응력 문제는 두께에 따른 응력 변화를 무시합니다. 본질적으로 평면 응력은 수학적 근사치인 반면 평면 변형은 구성 요소의 실제 조건입니다.

또한 평면 응력 방법은 매우 얇은 물체에 사용됩니다. 이 경우 면외 방향의 응력은 0으로 가정합니다. 응력은 평면 내에만 존재합니다.

대조적으로 평면 변형 방법은 두꺼운 물체에 사용됩니다. 평면 외 방향의 모든 변형은 0이고 평면 내에만 존재한다고 가정합니다.

이러한 개념에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

평면 응력 해석은 FEA의 필수적인 부분입니다.

응력과 변형이란 무엇입니까?

응력과 스트레인은 물체를 변형시키는 힘을 설명하기 위해 물리학에서 사용되는 두 가지 용어입니다. ㅏ재료의 응력은 단위 면적에 작용하는 힘입니다. 응력을 받고 있는 신체가 가하는 노력을 변형이라고 합니다.

물체의 변형은 변형력이 가해질 때 발생합니다. 원래 모양과 크기로 되돌리기 위해 물체 내부에 반대되는 힘이 생성됩니다. 복원력의 크기와 방향은 적용된 변형력과 동일합니다. 응력은 단위 면적당 복원력을 측정한 것입니다.

변형이라는 용어는 응력 으로 인한 신체의 기형을 의미합니다. 평형을 이룬 물체에 응력이 가해지면 변형이 발생합니다. 적용된 변형으로 인해 물체가 줄어들거나 늘어날 수 있습니다. 부분적인 변화로서 변형률은 부피, 길이 또는 기하학의 증가로 정의할 수 있습니다. 결과적으로 차원이 없습니다.

다양한 2차원 구조에 대한 평면응력을 분석할 수 있습니다.

평면응력이란?

평면응력(Plane stress)은 수직응력(0)이 가해지지 않고, 전단응력(Oyz, Orz)이 x-y 평면에 수직으로 가해지지 않는 상태로 정의된다.

평면 응력은 0이 아닌 모든 응력 요소가 단일 평면에 있을 때(즉, 응력의 2축 상태) 발생합니다. 얇은 벽을 가진 플라스틱 부품은 종종 이러한 응력 상태에 시달립니다. 여기서 σ3 <<< σ1, σ2. 표면에 평행하게 작용하는 응력의 아주 작은 부분만이 두께로 전개됩니다.방향.

평면 변형이란 무엇입니까?

평면 변형은 재료가 평면에 평행한 방향으로 변위될 때 발생하는 신체의 물리적 변형입니다. 금속은 평면 변형이 발생할 때 응력 부식이 발생하기 쉽습니다.

"평면 변형"이라는 용어는 변형이 평면 내에서만 발생할 수 있다는 사실을 의미합니다. 일어날 것이다. 이 경우 경계 조건은 면외 방향으로의 이동을 방지합니다. 움직임이 제한되기 때문에 면외 변형이 존재하지 않습니다. 대신 이동 고정성으로 인해 응력이 생성됩니다.

평면 응력과 변형률의 차이

평면 응력과 변형률은 응력이 생성된 변형률과 같기 때문에 상호 관련이 있습니다. 그래도 몇 가지 차이점이 있습니다.

평면 응력이 가해지면 요소의 두께에 변형이 발생할 수 있습니다. 따라서 요소는 늘어나면 얇아지고 압축되면 두꺼워집니다. 한편, 평면 변형 시에는 변형이 발생하기 때문에 면외 변형(두께)이 발생할 수 없습니다. 완전히 고정되어 있습니다. 이렇게 하면 플레이트가 면내 응력을 받는 동안 면외 방향으로 응력이 축적됩니다.

이외에도 이 두 분석은 매우 다른 용도로 사용됩니다.

평면 응력은 일반적으로 상자와 같이 평면 외부의 깊이가 상대적으로 제한된 요소를 분석하는 데 적합합니다.또는 무거운 실린더. 일반적으로 지질 공학 분석 소프트웨어가 아닌 구조 또는 일반 FE 소프트웨어를 사용해서만 이 분석을 수행할 수 있습니다.

반대로 평면 변형은 거의 무한한 깊이를 가진 요소의 단면을 분석하는 데 사용할 수 있습니다. 일반적으로 횡단면이 일정하고 길이가 횡단면 크기에 비해 거의 무한하다고 간주될 수 있으며 하중에 따른 길이 변화가 무시할 수 있는 평면 또는 선형 구조의 구조입니다.

다음은 비교 표입니다. 평면 응력과 변형 사이:

평면 응력 VS 변형률.

평면 응력과 평면 변형의 개념을 설명하는 작은 동영상입니다.

평면 응력과 평면변형.

평면 응력은 어디에서 발생합니까? 평면 응력 조건은 주로 2차원에서 발생합니다. 판을 응력이 가해지는 요소로 생각한다면 판은 아마도 그 표면에 작용할 것입니다.

평면응력은 2차원인가 3차원인가?

평면 응력은 이미 한 방향의 응력 값을 0으로 가정하므로 항상 2차원 상태입니다.

평면 응력 최대값은 무엇입니까?

두 가지 평면 응력 값이 있습니다. 면외 응력은 약 10.2ksi

이 값에 따르면 면외 면 응력이 면내 응력보다 큽니다.

FEA를 사용하여 다양한 물체의 응력과 변형을 분석할 수 있습니다.

응력 변환은 무엇에 사용됩니까?

응력 변환은 일반적으로 방향이 다른 요소의 응력을 결정하는 데 사용됩니다.

물체가 어딘가에 놓이면 여러 가지 힘의 작용으로 인해 다양한 외부 요인으로부터 스트레스를 받게 된다. 이 응력 값은 물체와 응력 집중 영역에 따라 다릅니다. 그러나 이 응력은 해당 객체의 기준 프레임에 따라 다릅니다.

응력 변환 분석 기술을 사용하면 주어진 신체에 가해지는 응력을 쉽게 측정할 수 있습니다.

최종 정리

• 응력과 변형은 둘 다 고체역학 분야와 관련하여 연구하고 듣는 현상입니다. 2차원이든 3차원이든 모든 물체는 이 두 가지 힘을 경험합니다. 둘 다 서로 연관되어 있습니다.
• 평면 응력의 개념은 수학을 기반으로 한 근사치일 뿐인 반면 평면 변형은 구성 요소 측면에서 물리적으로 나타납니다.
• 평면 응력 분석을 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다. 무한한 깊이의 물체를 분석하는 평면 변형과 달리 깊이가 제한된 얇은 물체.
• 면내 응력, 하나의 구성 요소를 따르는 응력은 항상 0입니다. 반면에 평면 변형률은 한 방향의 변형률을 0으로 가정합니다.
• 평면 응력은 면외 변형을 일으키고, 평면 변형은 면외 변형을 허용하지 않습니다.

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