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过度关注应力收敛解?我说你还不懂仿真!

22天前浏览28

应力收敛解    

    应力收敛解,也称为网格无关解。是指在有限元分析中,当网格细化到一定尺寸后,随着网格继续细化,应力结果基本不变的现象。这种现象出现在应力集中位置。    

过度关注的成因

    为什么很多仿真初学者会过度关注应力收敛解,笔者推测的成因如下:    

    1)应力集中是重要的力学现象;

    2)绝大部分的分析是弹性分析;

    3)市面上相关仿真案例太多;    
    还有一个成因,笔者说出来,可能会得罪人,即很多仿真学习者的传统分析能力太弱。其实这很常见,笔者的传统分析能力以前也很弱,只是这几年补充了不少。    

    笔者常说:如果你总关注应力收敛解,说明你还不懂仿真!

应力收敛解其实不重要

    听过笔者仿真教学直播的学员数以万计,付费的VIP学员也超四百之众。见过太多人过度关注应力收敛解,在网格上较劲。我也一直苦口婆心的劝说他们,但不是每个人都能理解我的用心良苦。    
    第一,应力集中确实是重要的力学现象。忽略应力集中的应力称为名义应力,考虑应力集中的应力称为局部应力,或称为点应力。塑性材料的极限强度校核关注的是名义应力,并不是局部应力。因为绝大多数情况下的强度校核都是极限强度校核,所以你觉得局部应力重要吗?    
   

    第二,可能有人知道疲劳校核非常关注局部应力。但可能还不知道此局部应力非彼局部应力。严格来说,应力收敛解获并不能直接用于疲劳校核,因为应力集中系数和疲劳缺口系数是有明显差距的。
   

   
    第三,可能有人知道脆性材料对应力集中敏感。脆性材料的强度校核没那么简单,有时候需要考虑更多的因素,比如拉压工况的区别等。    

总结

    如果你做极限强度校核(也称为静强度校核),并且应用的是塑性材料,然后你还在纠结应力收敛解。很显然,你还不懂仿真校核。    
    如果你做的是疲劳强度校核,你需要从一个新的角度来看待应力集中,而不是通过简单的细化网格来解决问题。    

    如果你做的是脆性材料强度校核,你需要学习更多的力学知识,仅仅研究网格无关性解决不了你的问题。

    所以笔者说:如果你总关注应力收敛解,说明你还不懂仿真!读者朋友。你认可吗?    
    笔者再提焊缝疲劳校核表明应力收敛解的用处很小:    
    1)在焊缝疲劳校核中,可以通过名义应力校核,这和仿真的应力集中基本没有直接关系;    

    2)焊缝位置为应力奇异位置,弹性分析也得不到应力收敛解。国际相关规范对焊缝网格有严格的规定,这种规定和应力收敛基本无逻辑关系。

  来源:博集华仿

疲劳材料
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首次发布时间:2025-11-08
最近编辑:22天前
博集华仿
硕士 致力于推广工程仿真技术
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