ANSYS培训教程:ANSYS后处理各种应力结果说明

2024-10-12 05:23:58

1、在ANSYS WORKBENCH的结构分析后处理中,我们经常会关注应力。在选择一个对象并查看某种应力后,会在其细节视图中出现一个积分点结果的显示选项,说明要观察应力的哪种结果,如下图。

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3、从上图中可以看到,在计算出积分点的应力以后,其它应力都是在其基础上推算出来的。下面说明每一个选项的推算过程。(1)u荏鱿胫协nveraged---------没有平均化的应力。此时在单元内部,基于积分点的应力根据形函数推算该单元几个节点的应力。因为它是在积分点应力的基础上做的第一次运算,所以相对准确。此时如果一个节点周围毗邻几个单元,那么这几个单元在同一点处会有不同的应力值。(2)areraged--------节点的平均化应力。在对所有单元进行计算,得到其节点的应力后,此时对于共享节点,对该点的几个应力进行平均,得到该点的应力。(3)nodal difference---节点应力差的最大值。对于共享节点,还没有进行应力平均时,它有几个应力,对这几个应力排序,得到最大值,最小值;用最大值减去最小值,得到的值称为nodal difference.(4) nodal fraction------对于一个共享节点,用(3)除以(2),得到一个比率,就是nodal fraction.所以,(2)(3)(4)都是对于共享节点,在不同的单元间进行计算的。(5)elmemntal difference-----在一个单元内部操作。找到单元内部节点应力的最大值,最小值,用最大值减去最小值,得到一个值,称为elemental difference.(6) elemental mean---------在一个单元内部操作,在节点应力平均后,对于单元内所有的节点应力,再一次平均,得到单元内部的elemental mean.(7)elemental fraction------在一个单元内部,用(5)除以(6),得到elemental fraction.可见,(5)(6)(7)都是针对某个特定的单元所做的计算。为了直观的说明上述计算过程,我们举一个例子。例子如下,有3个四边形单元,一共8个节点。其中,单元1由3,4,5,6四个节点构成单元2由1,2,3,4四个节点构成单元3由2,3,8,7四个节点构成

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6、在左边和下边施加无摩擦支撑,右边施加水平向右的分布力系,载荷集度为1MPa.划分网格后得到的有限元模型如下

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9、节点的最大应力差【评】该值总是正数,因为是用节点应力的最大值减去最小值得到的。我们可以发现,在尖角处,应力差很大,这意味着,从不同的单元在递推该节点的应力时,值相差很远。显然,该图是很有用处的,它反映了应力梯度在哪个节点上最大,这正是应力集中发生的地方。

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11、单元内部节点的最大应力差【评】它意味着单元内部的应力梯度。该值越大,意味着该单元自身内部应力变化很大,这也意味着该单元应该进一步细分才能得到更正确的结果。(6)单元内部节点的平均应力(7)单元内部节点的应力分数【评】它同样是一个相对误差的概念。意味着单元取得平均值后的误差。该值的绝对值越大,同样意味着单元值平均化后导致的单元应力误差越大。

12、【总结】结果(1)未均匀化的节点应力解是最正确的结果,它应该是进行结果考察的主要依据。结果(3)和(5)所反映的分别是节点处,以及单元内的应力梯度。应力绱圈鲚箱梯度大,意味着此点及此单元应该进一步细分网格,所以该云图是网格细分的依据。结果(2)和(6)所反映的是节点,单元的平均应力。当我们想获得某一个节点或者单元的应力时,会选取此值。结果(4)和(7)分别反映着当我们用平均值来代表该节点,单元的值时,其可靠度有多大。该值的绝对值越大,则意味着用平均值来代替该点或者单元值时,误差可能会比较大。它是我们选取平均值的一个判据。此值的绝对值越大,意味着我们选用此平均值作为该对象的值时,其可靠度越低。

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