为什么仿真聚酰亚胺电极横向形变时应力值远小于轴向形变的情况?
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对如图所示的片状结构(lengthX=860um;lengthY=70um;lengthZ=2um)进行静力学仿真,研究其近端面固定,远端面沿Z轴位移后,结构的应力分布
材料为聚亚酰胺polyimide,定义为各向同性材料。材料参数为:杨氏模量2.5GPa,Poisson’s ratio=0.34;
仿真设置:
1. 近端面使用remote displacement,设置为所有自由度均为约束
2. 远端面使用remote displacement,设置为沿Z轴位移1000um;其余自由度均为约束
结果:
结果显示材料的内部应力最大为70Mpa。
问题是:该材料实际上类似塑料,在拉伸小位移后就应该有很大的应力。该材料拉伸强度为231Mpa。按仿真的设定,远端沿Z轴位移1000um,其余自由度不动。根据勾股定律,这个结构的长度已经被拉伸458um了,但是应力还远小于拉伸强度。
作为对比,下面做了一个沿着X轴的拉伸,设定远端面沿着X轴位移20um;
应力结果如下:
此时应力最大达到了433Mpa。
沿着X轴20um的位移,应力有433Mpa,而沿Z轴位移1000um应力最大却只有70Mpa。而且根据实际使用这个材料的老师说1000um位移下材料应该断裂了。本人初学ANSYS,对该问题不大理解。我自认为可能是这几个方面可能有问题:材料参数不完备,约束负载有误;求解器设定。希望能得到解答。万分感谢!