ansys模擬中懸臂樑在末端載入後末端下部應力集中,怎麼解決?

這個問題我自己的思路也有點亂,第一個思路:應力集中在現實中存在,如何改變模型使應力集中現象消失。第二個思路:通過改變ansys模型中的參數來使應力集中問題消失,這樣有什麼意義嗎。請行業專家幫我想一下這個問題,今天面試面試官問到的,已經gg。。。


有限元分析一個重要的原則是邊界條件處的結果通常是不可信的,至少是要懷疑的。

首先,這不是應力集中,準確來講應該是應力奇異(stress singularity),如果樑上有個半圓的槽,那麼在槽的地方是應力集中,應力集中區域通過加密網格可以得到準確解;應力奇異不同,加密網格會是應力越來越大,不會收斂;在梁末端加點載荷就屬於後者;

明確了兩者區別,那麼面試時就可以回答了,懸臂樑約束端應力大而載入端應力小,在有限元模型中載入點的應力峰值應予以忽略。所以,有限元分析時利用力學知識對結構的受載和應力分布有初步的判斷是非常重要的;

其次,如果你一定要問,我就是要看載入點應力分布情況怎麼辦呢?那你的模型要把載入方式準確建出來,考慮接觸等;

好了,明白這些應付面試應該夠了。再深入下去就是對有經驗的工程師的問題了,不再贅述。


同意 @七步 的觀點。邊界條件處的突變的結果通常不可信。

如果要改,我會在考慮實際情況條件下用coupling處理。

否則就是點面作用問題,需要處理成接觸。

我水平也一般,有錯誤請指正。


同意七步先生的答覆,我覺得他講的很清楚了。


懸臂樑末端載入怎麼會是末端下部出現出現應力集中?最大應力處應該出現懸臂樑的根部,也就是約束位置。也許我理解的末端和你描述的末端不是同一個東西吧。

出現應力集中的話觀察應力集中周圍的應力分布,如果是奇異點的話,基本是因為約束位置的過渡不夠平滑造成的。加密網格只能起反效果。

如果只是簡單的懸臂樑的話里的用材料力學計算出應力值,然後根據結果調整局部網格密度。

我平時偷懶會直接做一個倒圓角,計算出來是啥就是啥。


請問題主用的是什麼單元?三維單元嗎?是用的什麼載荷,位移結果合理嗎?


可以把模型描述一下,實體單元的話可能是積分點外插變化大了。


採用單元表輸出單元平均應力雲圖可以在一定程度上減小應力集中。


同意七步的說法,關鍵是真實載入方式


最近學習有限元理論,導師項目中用ansys做一個結構的靜力學分析,遇到了相同的問題,兩個相交面的應力集中很大,而且用不同大小的單元得到的結果差別也很大。

最近有思考這個問題,有了些進展殼單元應力奇異問題--梁單元與殼單元對比與分析 - 知乎專欄這是結果


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