我们使用solidworks做有限元分析,边界条件设置好以后剩下的工作就是网格的划分,模型的网格划分的越密,计算的结果精度越高,如果模型的网格划分的比较粗糙,计算后得到的结果不会那么准确。
在下面的内容中,猫亮设计来具体说明一下在solidworks simulation网格密度对分析结果有什么影响。
这里仍然用L形的直角模型做为例子,在模型的顶部使用固定约束,模型右侧端面施加1000N垂直向下的力,材料使用合金钢。
粗糙网格
首先对模型使用全局粗糙网格进行划分。
经过计算后,我们得到最大应力为313Mpa,最大位移为0.643mm。
中等网格
将全局网格密度改为中等,经过计算最大应力为327Mpa,最大位移为0.644mm。
最高精度
将全局网格密度改为最高,经过计算最大应力为373Mpa,最大位移为0.645mm。
从上面的结果可以看出,随着网格密度的增加,位移值变化不大,在较小的网格密度下,位移值可以快速收敛得到一个准确解。
应力值随着网格密度的增加而不断提高,并没有收敛到一个准确解,我们再次对模型的圆角处使用网格控制,将网格大小更改为0.5mm,重新计算后,在应力云图上出现了两个应力最大的地方,一个是顶部刚性约束的角点,另外一个地方是圆角处。
我们使用探测功能,分别得到这两个地方的应力值。在刚性约束处应力值为342Mpa,圆角处应力值为332Mpa。
在刚性约束处当网格密度比较低的时候,应力奇异不明显,当网格密度增大后,产生了应力奇异的现象,如果进一步提高刚性约束处的网格网格密度,应力值会变的更大。
对于应力奇异的介绍可以看前面的内容。
排除应力奇异的部分,圆角处的应力值为正确结果。
从这个例子可以看出,当我们用solidworks simulation完成有限元计算后,分析结果时不能只关注右侧应力图解的最大值,而是要具体分析,尤其要注意刚性约束对有限元计算结果的影响。