应力 — CAE术语解说

不是力本身，而是"单位面积上的内力"。σ = F/A [Pa]，通过除以面积可以了解材料内部力的"集中程度"。相同的100N力，在断面积1cm²的杆上是10MPa，在0.1cm²的电线上是100MPa。材料是否破坏不是由力的大小判断，而是由应力判断。

垂直于面的应力是正应力（拉伸或压缩），平行于面的应力是"剪应力"。在三维空间中，3个正应力（σxx, σyy, σzz）和3个剪应力（τxy, τyz, τzx）共6个分量完全描述应力状态。这就是"应力张量"名称的来由。

6个分量应力张量被"汇总"为一个标量值，就是von Mises应力。这是延性材料（钢和铝）屈服判定中使用的等效应力，通过判断该值是否超过屈服应力来确定"是否破坏"。在实际工作中，"首先确认von Mises最大值"是强度评估的第一步。

在有限元中，是从位移求解开始，然后按位移→应变→应力的顺序，使用本构关系计算的。

有限元中应力在单元内的积分点（高斯点）计算，所以相邻单元间的值会跳跃。节点平均值是周围单元值的平均，用来平滑化。应力的跳跃越大说明网格越粗，可以用应力的跳跃率作为网格质量的指标。

应力与应变的关系（本构关系）、通过von Mises应力进行屈服判定、通过主应力把握方向，这三点是基础。

可以用Ansys的"Stress Error"或Abaqus的"Element Discontinuity"来确认。试试在应力跳跃大的区域细化网格，也可以利用自适应网格生成。