等效应力有何特点(等效应力符号大全)

零部件的极限强度校核在设计研发过程中必不可少,如果零部件形状较为复杂,可能没有经验公式或者理论方法进行应力的求解,那么无可替代要使用有限元方法进行强度校核,所以如何确定有限元应力结果的收敛解是非常重要的。

案例

如下图所示,钢棒左端面固定约束,右端面承受4000N的作用力。从受力模型来看,为悬臂梁结构,尝试进行极限强度评估。

基本方法

划分网格

插入Body Sizing,设置如下:

网格设置

网格划分结果如下:

网格状态

等效应力结果

如下图所示,最大应力出现在倒圆角处,大小为182.4MPa。

等效应力

应力收敛分析

在Equivalent Stress下插入Convergence,经过四次的重复求解,得出如下的应力收敛曲线和网格细化结果。由应力收敛曲线可知,应力收敛于205.69MPa,可认为该应力解为精确应力。由网格细化结果可知,Convergence功能智能地定位到了需要细化网格的位置,并随着重复求解逐级进行了网格细化,下图展示的是最后一次求解后的网格状态。

收敛功能

应力收敛曲线

网格细化结果

一种更实用的应力收敛判断方法

划分网格

插入Body Sizing,CurvatureNormal Angel设置为9度(直角90度的1/10),目的是让倒圆角位置的网格更密;Num Cells Across Gap默认为3,本次设置为2,目的是减少模型小面位置的网格数量,因为已知应力集中不会发生在模型的小面位置,当然也可以使用默认设置。

网格设置

网格划分结果如下:

网格状态

等效应力结果

如下图所示,最大应力出现倒角处,大小为204.7MPa。

等效应力

应力收敛分析

本文推荐的更实用的应力收敛判断方法是,对比节点平均应力和节点非平均应力,如果它们之间的差距小于3%,可认为应力已经收敛,如下表所示。

这种应力收敛判断方法更实用的理由

虽然Convergence能够智能地定位到绝大数需要细化网格的位置,但如果出现Convergence定位错了,那Convergence方法就会失效,如果还按照此时的求解结果作出评估,就会出现评估失误。

如果分析者并不关心Convergence推荐的位置,而是关注自己指定的位置,那么Convergence方法也无法使用。分析者需要细化关注位置的网格,再对比节点平均应力和节点非平均应力的结果,以判断应力的收敛解,也就是本文推荐的方法。

总结

1. 虽然Workbench开发了Convergence收敛判断功能,在简单案例上表现优异,但在企业实际工作中,工程师分析的模型往往非常复杂,此时Convergence功能可能不能解决工程师的需要,如果盲目相信Convergence的结果,就会出现评估错误。

2. 企业实际工作中,本文推荐的方法才是更实用的方法,也是更自由的方法,可以满足工程师的需要,也能保证评估的准确性,但是这种方法需要分析工程师有足够的经验,对分析对象有较好的理解。

3. 笔者建议,在实际工作中,不妨以本文推荐的方法为主,以Convergence收敛判断功能为辅,来解决实际工作问题。

网络讯息

带空字的成语有哪些(带空字的成语有哪些成语)

2023-3-12 17:18:35

网络讯息

食物种类(食物种类是什么意思)

2023-3-12 17:20:50

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索