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2024-06-18 23:10| 来源: 网络整理| 查看: 265

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

4.1 思考

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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