【干货】如何对待有限元分析中的应力集中问题

【干货】如何对待有限元分析中的应力集中问题
前面的一系列研究表明，在有限元分析中，对于非圆处的尖锐转角进行网格细分时，应力会一直增大，从而得不到正确的结果。

那么如何对待这种问题呢？
首先，我们承认，这是有限元分析中的一个事实。

其次，我们要认识到，在分析研究对象的时候，并非总是面对一个抽象的任意的几何体，而是一个实际的零件。

而实际零件在结构设计中已经遵循了一些设计原则（见上篇博文），遵循这些设计原则所得到的零件已经具有良好的结构，并不一定会出现我们所忧虑的那种情况。

笔者又查阅了其它的机械设计准则，发现：
（1）倒角出现的位置。

大部分出现在孔口或者轴端，目的是为了便于安装或者安全操作。

对于上述（2）种情况，前面的分析表明，有限元分析的结果是收敛的，可以得到正确的结果。

对于上述（1）种情况，倒角出现在孔口或者轴端，此处几乎处于
不受力或者受力很小的位置，所以这里不会是危险点出现的地方，基于这种直觉判断，我们不用对此处进行网格加密来分析其应力。

但是我们在实际分析中也发现了这样的结构
它在中间过渡处存在着尖锐的转角，这显然是不合理的设计结构。

那么如何对待这种问题呢？
笔者的建议是：
（1）向设计方提出此疑问，希望改善结构设计。

（2）如果设计方坚持此处的尖锐转角，而又需要得到应力结果，那么只能采取计算外推的方式来推算此处拐角的应力。

即：在拐角一定距离处细分网格，得到其附近的精确应力结果后，然后按照这些点距离拐角点的距离进行插值，从而外推此点的应力，作为此点的的计算应力。