加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

应力集中问题的考察---无倒角情况

(2013-10-25 17:53:36)
标签:

有限元

分类: CAE

前面考察了一个应力集中的问题。算例表明,当台肩处没有倒角时,在台肩处存在应力集中,且用有限元无法得到真实的应力解。

这里再考察一个类似的例子如下图。该结构左边固定,而在下面直线上施加竖直向下的分布力系,现在逐渐加密网格,考察台肩处应力值的改变。

clip_image002

(1)使用5mm的单元尺寸对该面进行网格划分

得到的有限元模型如下

clip_image002[5]

计算结束后,绘制该面的米塞斯应力云图如下,此时,固定端的上下边沿显现出最大值。

clip_image004

(2)使用2mm的单元尺寸对该面进行网格划分

得到的有限元模型如下

clip_image006

计算结束后,绘制该面的米塞斯应力云图如下,此时,固定端的上下边沿显现出最大值,但应力值上升。

clip_image008

(3)使用1mm的单元尺寸对该面进行网格划分

得到的有限元模型如下

clip_image010

计算结束后,绘制该面的米塞斯应力云图如下,此时,应力最大值点已经转移到台肩处,应力大幅度增加。clip_image012

(4)继续使用1mm的单元尺寸对该面进行网格划分,但是对上述应力最大值点局部加密网格。

得到的有限元模型如下

clip_image014

计算结束后,绘制该面的米塞斯应力云图如下,此时,应力最大值点仍旧在台肩处,应力暴增。

clip_image016

(5)继续使用1mm的单元尺寸对该面进行网格划分,但是对上述应力最大值点局部加密网格第二次。

得到的有限元模型如下

clip_image018

计算结束后,绘制该面的米塞斯应力云图如下,此时,应力最大值点仍旧在台肩处,应力继续暴增。

clip_image020

5)继续使用1mm的单元尺寸对该面进行网格划分,但是对上述应力最大值点局部加密网格第三次。

得到的有限元模型如下

clip_image022

计算结束后,绘制该面的米塞斯应力云图如下,此时,应力最大值点仍旧在台肩处,应力以几倍的速度上升,结果已经毫无意义。

clip_image024

 

【评论】

  • 有限元软件无法计算尖锐转角处的应力。
  • CAE分析中,如果我们得到的模型中存在尖锐转角,那么一定要高度警惕,需要仔细询问该模型是否已经经过了简化。
  • 如果我们得到了一个尖锐转角的模型,而又确信该处并非我们所关注的地方,那么在计算时,就不要对此处加密网格,而只是在我们所关心的地方加密网格。
  • 如果我们得到的是有倒角的模型,那么当我们对之做简化而删去倒角时,一定要谨慎。这可能会导致计算中的应力无限增大,此时我们会得到虚假的结果,从而导致误判。

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有