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一、本课重点
1.应力奇异和应力集中; 2.网格精度对位移结果的影响; 3.刚性约束处的应力奇异现象。 二、应力奇异和应力集中 1. 圆角和直角应力结果对比对比结果不难看出 1. 有圆角时,应力会随着网格的增加而趋于集中 2. 无圆角时,应力随着网格的增加而增加且没有稳定的趋势 2. 应力集中应力集中是设计工程师在设计产品过程中不可避免的问题。指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。 3. 应力奇异性受力体由于几何关系,在求解应力函数的时候出现的应力无穷大。根据弹性理论,在尖角处的应力是无穷大:由于离散化误差,有限元模型并不会产生无穷大的应力结果,而会形成本例中随着网格的细化,得出的应力值大幅度增加的现象。应力奇异是数学算法问题。应力奇异点一般出现在刚性约束和尖角处。我们可以认为应力奇异是应力集中的最极端现象 4. 刚性约束处的应力奇异问题工程人员经常习惯性地去对比应力最大值,通过之前课程的学习我们现在应该对这个行为产生一个疑问:如果结果的应力最大值是应力奇异点,对比还有意义么? 答:无意义 5. 应力集中说明应力集中与应力奇异本质上和是否为红色没有必然关联,图中部分虽说没有红色,但是根据应力集中的概念,产生应力梯度的地方都是应力集中。 6. 应力奇异重点问题 问:应力奇异点在很多模型中都会有,我们怎么办?答:多数应力奇异点都在结构的非危险部位,可以忽略。 问:L型支架有应力奇异点,并且在最容易断裂的地方,我们怎么把它算准?答:应力奇异点要用数值算法算准是不可能的,但是我们应该对自己提一个问题,我们为什么要算准,从设计角度来说,危险部位应力过度集中已经引起了应力奇异的极端现象,改结构才是我们工程师应该考虑的问题。 三、网格精度对位移结果的影响总结: 不同网格下划分对L形支架的刚度变形影响较小,相差几乎可以不计 四、本次课程总结1. 变形结果受网格精度影响较小,并且不存在类似应力奇异的问题,因此优先对比位移结果,位移结果如果出现较大偏差,说明设置存在问题。 2. 在设置完全一致的情况下,应力结果对比受两个因素影响: a.网格密度b.应力奇异 |
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