18-UG-NX有限元应力集中问题的讨论-沈春根

UGNX有限元分析应力集中的讨论江苏大学沈春根2017年9月第1版UGNX有限元培训–专题18适合：应力集中分析和疲劳分析应用场合目录理论计算值和有限元计算的比较；网格细化对应力集中最大值的影响；孔径大小对应力集中最大值的影响；孔形状对应力集中最大值的影响；1.1、实例：板中间小孔应力集中-原始条件弹性模量：200GPa；泊松比：0.25；板尺寸500*500*20mm；孔直径20mm；一端约束，一端拉力0.05MPa（压力）;3D扫掠网格，单元10mm;1.2、板中间小孔应力集中-有限元计算结果应力最大值：0.157MPa，位于孔四周1.3、小孔应力集中-有限元计算应力分布图采用等值曲面显示模式；孔Y轴的两个方向出现最大值；孔X轴的两个方向出现最小值；1.4、小孔应力集中-理论计算值及其分布图孔放大计算出的理论最大值为3q，即0.15MPa孔Y轴的两个方向出现最大值施加载荷q为0.05MPa2、孔四周单元大小对最大值的影响单元大小：5mm;最大值：0.161MPa;单元大小：2.5mm;最大值：0.168MPa;3、孔大小对最大值的影响孔直径：10mm;最大值：0.147MPa;单元大小：10mm孔直径：5mm;最大值：0.145MPa;单元大小：5mm4、孔形状对最大应力值的影响椭圆孔长半轴10mm，短半轴8mm;最大值：0.133MPa;单元大小：10mm正方形孔，边长20mm;最大值：0.1203MPa;单元大小：10mm5、有关结论（本专题抛砖引玉）对比有限元计算的最大值、应力分布图和理论计算的最大值、应力分布图，可以得出：基本一致，误差在允许范围之内！网格细化对应力集中最大值有影响的，但不明显，即：通过减小单元大小的手段来消除应力集中，是不现实的。结构的形状比结构的尺寸对应力集中的影响，更加显著。研究应力集中的发生及其规律，显然需要做更多的分析数据和比较，才能对应力集中现象有更深的理解！