SS-V：5040 軸方向に荷重がかかっているプラスチックバーの残留変形

テスト番号VNL05塑性限界を超えて軸方向に荷重がかかっているバーの残留変形を求めます。

定義

バーの寸法は10 x 10 x 200 mmです。バーの材料のひずみ応力曲線は、べき法則で定義されます：(1)

$σ = K ε^{n}$

ここで、

バーの左端は固定され、右端に力Fの荷重がかかっています。

材料特性は以下の通りです：

注: ひずみ応力曲線の最初の2点によって定義される弾性係数は、E=2.67324e+10 Paです。

このスタディは、荷重F値20000 N、25000 N、および30000 Nに対して実行されました。

ここでは、1次元の解析基準解について説明します。

ひずみ

$ε$ および応力

$σ$ において、残留ひずみは次のとおりです：(2)

$ε r = ε - ε e = (\frac{σ}{K}) \frac{1}{n} - \frac{σ}{E} = (\frac{F}{(K * A)}) \frac{1}{n} - (\frac{F}{(E * A)})$

ここで、

この場合のバーの右端の残留変位。(3)

$U r = \int_{0}^{L} (\sqrt[n]{\frac{F}{K * A}} - F / (E * A)) d x$

バーを3Dソリッドとしてモデル化しました。ソリッドの左端は固定され、右端に軸力の荷重がかかっていました（図 3）。

以下の表は、残留変形の結果をまとめたものです。

力 F [N]	SOL基準、残留変位 [mm]	SimSolid、残留変位 [mm]	%差異
20000	3.22	3.43	6.78%
25000	9.16	9.172	0.13%
30000	19.077	19.14	0.33%