Ansys workbench分析应用基础(2)
应力奇异及网格密度
上文,我们对直角L型支架进行了分析,发现应力最大值不收敛,且应力最大值出现在支架的直角处。
因为加密网格并不会使得支架的应力最大值趋于收敛,所以我们将应力最大点处的直角改为圆角。
网格密度
对我们模型进行改变再用上文的方法使用了不同密度的网格模型进行求解,求解结果如下图所示
应力最大值依旧是在拐角处,网格密度的改变对于求解模型的应力云图变化没有直角模型差距大。我们进一步计算了不同网格模型的应力最大值,并做了一个统计直方图,如下图所示。
从图中,我们明显可以看出网格大小为2mm、1mm和0.5mmd的网格模型所对应的应力最大值基本相等,故而应力最大值趋于收敛。那我们此时对网格划分为2mm较好,还是越小越好呢?
网格密度越大,求解精度越高,分析结果越可靠;同样网格密度越大,计算量越大,对于复杂的模型计算量过大,甚至得不出所需要的分析结果;所以我们取合适的网格密度就好,并非越大越好。
这时,我们需要另一个判定网格达标的标准就是看默认显示的红色存在部分连续位置完整覆盖两层单元。如下图所示,我们需要将该模型的网格划分为0.5mm即可,无需进一步缩小网格。
中间应力最大的位置就是应力奇异点,接下类我们介绍一下什么是应力集中和应力奇异。
应力集中和应力奇异
应力集中是设计工程师在设计产品过程中不可避免地问题,顾名思义,应力集中就是指受力构件由外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生局部范围内应力显著增大地现象,多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其领域。
应力奇异性是指受力体因几何关系,在求解应力函数时候出现应力无穷大。
应力奇异是应力集中的最极端现象,是数学算法问题,一般出现在刚性约束和尖角处。
应力集中与红色显示没有必然性关系,没有红色显示区域并不代表其没有应力集中。
出现应力奇异怎么处理?
应力奇异出现在结构地非危险部位,可以忽略;应力起义出现在结构危险地位,我们就无需计算出准确的应力值,而是换模型。
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