【ansys workbench】4.应力奇异及位移结果对比

本篇博客是根据阅读公众号“机械人读书笔记”而来的学习笔记~

敲黑板~第一个重点内容来啦。

对于第2课所学的L型直角支架，精度增加，网格变密，但红色区域仍然不能够覆盖两层区域。这是怎么回事呢？

先来了解几个概念。

应力集中：设计工程师在设计产品过程中不可避免地问题。指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起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：受力体由于几何关系，在求解应力函数的时候出现的应力无穷大。根据弹性理论，在尖角处的应力是无穷大（但真实应力并不是无穷大的）；由于离散化误差，有限元模型并不会产生无穷大的应力结果，而会形成本例中随着网格的细化，得出的应力值大幅度增加的现象。应力奇异是数学算法问题。应力奇异点一般出现在刚性约束和尖角处。我们可以认为应力奇异是应力集中的最极端现象。
因此，有限元分析是无法进行尖角处的应力分析的，在进行分析时尤其要注意那个位置，比如L型直角支架直角处那里。那那里怎么办呢？之后再作解答。
对于刚性约束，比如在第3课中，网格为0.5mm时，最大值跑到了最上方的固定约束面处。这个也是应力奇异。
对于刚性约束和尖角处的计算结果我们认为是无效的！应力奇异是不算数的。
那么，工程人员经常习惯性地去对比应力最大值，如果结果的应力最大值是应力奇异点，那么对比就没有意义了。

应力集中说明：
应力集中（局部范围内，应力显著增大的部位就存在应力集中）与应力奇异本质上和是否为红色是没有必然关联的。比如肋板处等产生应力梯度的地方都是应力集中。

应力奇异出现了该怎么办呢？

主要是有两种情况。

1.应力奇异点在很多模型中都会有，我们怎么办？

多数应力奇异点都在结构的非危险部位，可以人为忽略。

2.L型支架有应力奇异点，并且在最容易断裂的地方，我们怎么把它算准？

我们要从工程应用的角度去思考。
应力奇异点要用数值算法算准是不可能的，但是我们应该对自己提一个问题，我们为什么要算准，从设计角度来说，危险部位应力过度集中已经引起了应力奇异的极端现象，改结构才是我们工程师应该考虑的问题。

变形Total Deformation

关于应力，与之对应的是强度；
关于变形，与之对应的是刚度。

位移值误差=（1位移-2位移）➗2/1位移（小的那个）
这个位移误差很小。
所以我们要作不同程序等的对比时，优先对比位移值~
因为如果作应力值对比，得考虑应力奇异的位置，还得将网格加密到一定程度。

总结一下：
1.变形结果受网格精度影响很小，并且不存在类似应力奇异的问题，因此优先对比位移结果，位移结果如果出现较大偏差，说明设置存在问题；
2.在设置完全一致的情况下，应力结果对比受两个因素影响：网格密度+应力奇异。
要对比应力结果，必须要保证 排除应力奇异的位置，还要使网格精度达到计算要求。