应力集中和应力奇异

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    应力集中和应力奇异是结构仿真初学者容易费解的概念。在仿真中，应力奇异是指随着网格细化应力趋于无限大，这在现实中是不存在的。应力集中在仿真和现实中都是存在的，应力集中位置的应力大于附近的应力水平。

01 研究背景

本文通过一个几何不连续实例说明应力集中和应力奇异的种种规律。

02 几何模型

   几何模型如下图所示，依次为无倒圆角、小倒圆角、大倒圆角。

03 材料模型

    本文使用到的材料参数如下。

    线弹性。

04 结论和建议

4.1 结论

    01 如果不设置倒角，截面突变，则该处应力奇异，随着网格细化，应力无限增大，不收敛。

    02 设置倒角半径0.5mm,1mm,2mm,3mm,4mm,5mm，随着网格细化，应力都收敛。

    03 倒角半径越大，应力集中系数越小。并且随着半径增加，应力变化越平缓。即应力集中系数越小。

4.2 建议

    01 结构截面突变处，原则上都应该设置倒圆角，尤其当结构承受疲劳载荷工况。

    02 倒圆角半径应该尽可能最大化(设计制造允许)，有利于降低应力集中系数。

说明：本文主要内容2019年8月19日首发于***论坛，原作者亦是笔者。所以不算抄袭，声明为原创。