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应力集中问题的考察--倒圆角情况

发布日期:2018-07-01 作者:baile100浏览次数:20
内容提要:前面的研究表明,对于无倒角,以及倒斜角情况,有限元 软件并不能正确计算出轴肩处的应力。那么,如果此处倒圆角呢?本文考察这种情况

前面的研究表明,对于无倒角,以及倒斜角情况,有限元 软件并不能正确计算出轴肩处的应力。

那么,如果此处倒圆角呢?本文考 察这种情况下有限元软件的计算能力。

例子如下,在轴肩处倒了圆角。

下面不断加密网格,看在台 肩处应力是否收敛。

 

(1)单元尺寸5mm,得到的 有限元模型如下

计算完 毕后得到的应力云图如下

可见,最大值在固定端处,应力为75MPa,而台肩 处应力也比较大。

 

(2)单元尺寸2mm,得到的 有限元模型如下

计算完 毕后得到的应力云图如下

可见,最大值 已经转移到台肩处,应力值上升到89MPa.

 

(3)单元尺寸1mm,得到的 有限元模型如下

计算完 毕后得到的应力云图如下

可见,最大值 又经转移到固定端处,应力值上升到100MPa.

 

(4)单元尺寸1mm,局部加 密应力集中处第一次,得到的 有限元模型如下

计算完 毕后得到的应力云图如下

可见,最大值 又转移到台肩处,应力值小幅上升。

 

(5)单元尺寸1mm,局部加 密应力集中处第二次,得到的 有限元模型如下(台肩处)

计算完 毕后得到的应力云图如下

可见,此时最 大值仍旧在台肩处,应力只增加了1MPa.

 

(6)单元尺寸1mm,局部加 密应力集中处第三次,得到的 有限元模型如下

计算完 毕后得到的应力云图如下

可见,此时最 大值仍旧在台肩处,应力只增加了0.5MPa.

 

(7)单元尺寸1mm,局部加 密应力集中处第四次,得到的 有限元模型如下

计算完 毕后得到的应力云图如下

可见,此时最 大值仍旧在台肩处,应力只增加了0.036MPa.结果已经收敛。

 

  • 当台肩处存圆角时,只要不断细分网格,结果会出现收敛。
  • 对于有圆角的台肩处,必须不断加密网格,才能得到精确的结果。随便划 分一个粗糙的网格,结果是完全不可信的。例如最开始划分的5mm的网格,可以发 现台肩处应力只有75MPa左右,而最后的收敛解却是104MPa,显然结果悬殊。
 
 
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