03 网格细化误差(Mechanical)

00 导读

    本文通过一个小例子展示了应力突变位置的应力会随网格细化而增大，换言之，应力突变位置不存在应力收敛解。

01 研究背景

引起应力突变的原因主要有几何突变，材料突变，载荷突变。当两固接体的材料不同时，即使几何没有突变，界面上的应力也会因为材料突变而成为应力奇异点。

02 几何模型

几何模型如下图所示。

03 材料模型

使用线弹性材料模型，材料参数如下。

    材料一

    材料二

04 网格划分

    网格划分有两种类型，网格尺寸分别为1mm，3mm。

05 边界条件

    固定约束根部，头部施加三个力和一个转矩。如下图所示。

06 接触设置

    绑定接触，接触面目标面网格完全对应，排除网格不对应引起的误差。

07 结果总结

     应力观察点位置如下图所示。

    使用材料一，界面两侧各应力结果如下所示。

    使用材料二，界面两侧各应力结果如下所示。

    使用材料一和二，界面两侧各应力结果如下所示。

    使用材料一，界面两侧各应力结果如下所示。

    使用材料二，界面两侧各应力结果如下所示。

    使用材料一和二，界面两侧各应力结果如下所示。

    1）应力和结构形式有关，和材料无关。

    2）材料突变会导致应力突变。

    3）几何突变引起的应力奇异和材料突变引起的应力奇异，都会随着网格的细化而应力提高。

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见笔者前作《01 网格误差(Mechanical)》