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有限元 分析中的一些问题--应力集 中结果的可信性

发布日期:2018-07-01 作者:baile100浏览次数:9
内容提要:对于任意的几何模型,网格细 分就一定能够得到真实解吗?这是每一个CAE分析工 程师都关注的问题。如果结 构中没有应力集中,答案是肯定的

对于任意的几何模型,网格细 分就一定能够得到真实解吗?这是每一个CAE分析工 程师都关注的问题。

如果结 构中没有应力集中,答案是肯定的。

如果结 构中存在应力集中,则结果未必会收敛。

为了说明这一点,我们选 取了一个平面应力问题。它是一个角支座,其图形及尺寸如下。在角支 座上钻了两个孔,现在我 们固定左上边的孔,而在右 下方孔的第四象限半圆上施加压力。并通过 不断的加密网格来考虑计算结果的可信性。

生成的 有限元模型如下

固定左上边的孔,并对右 下方孔施加右下方向的压力,当单元尺寸取5mm时候,应力云图如下


 

最大应力是44.44MPa.

单元尺寸全局细分到1mm,结果是

最大应力是74.004MPa.

单元尺寸全局细分到0.4mm,结果是

最大应力是112.873MPa.

可见,结果并 没有收敛的趋势。

如果我 们进一步细分网格,会发现数据无限增大,不会收敛。

 

实际上,理论证明,在该拐 角处如果是直角,而没有倒圆角的话,应力集 中系数会趋向无穷大,所以在 实践设计中绝对禁止出现这种直角。

这也意味着,如果我 们在有限元分析前进行模型简化时,绝不可 轻易将一些倒角随便删除,否则会 出现奇怪的结果。

 
 
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