发布日期：2025-08-12
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材料属性是构成SOLIDWORKS Simulation物理模型的基础，其中材料又分为线性材料，非线性材料，各向异性材料，各向同性材料等。本文主要讲述某个物体线性各向同性的理论计算与SOLIDWORKS Simulation的结果对比。
注：本算例为了简化分析，暂不考虑泊松比的变形影响。
案例分析条件： 模型的尺寸、载荷、约束以及材料属性如下图所示，其中约束平行于受载面方向的自由移动，同时限制垂直该方向（法向）的位移。
正应力是指物体在受力时，垂直于截面的应力。通过广义胡克定律推导得出，公式如下：
σₓ = (E / [(1 + ν)(1- 2ν)]) × [(1- ν)εₓ + ν(εᵧ + εz)]
σᵧ = (E / [(1 + ν)(1- 2ν)]) × [(1- ν)εᵧ + ν(εₓ + εz)]
σz = (E / [(1 + ν)(1- 2ν)]) × [(1- ν)εz + ν(εₓ + εᵧ)]
其中，E 为材料的弹性模量，ν 为泊松比，εₓ、εᵧ、εz 分别为 X、Y、Z 方向的正应变。
位移是指物体在受力后位置的改变。根据圣维南原理和相关边界条件，X,Y,Z方向的位移（u）计算公式为：
u = (F × L) / (E × A) + u₀
其中，L 为杆的长度，E泊松比，u₀ 为初始位移,（通常设为 0）。
公式计算结果：
SOLIDWORKS Simulation 结果：
(1) X方向应力及位移结果：
(2) Y方向应力及位移结果：
(3) Z方向应力及位移结果：
根据数据对比，公式计算与仿真结果一致，可以说明SOLIDWORKS Simulation的结果是可靠的。