面向工程应用的应力集中与应力奇异现象的有限元研究

高思远，赵旭东，李卫民，江国海

面向工程应用的应力集中与应力奇异现象的有限元研究

高思远1，赵旭东2，李卫民2，江国海2

（1. 锦州师范高等专科学校 机械电子工程系，辽宁 锦州 121001；2. 辽宁工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 锦州 121001）

首先针对应力集中与应力奇异现象产生的原因进行了分析与总结；对应力集中与应力奇异在有限元求解过程中的变化规律进行了研究。此外，对不同网格类型及尺寸对有限元求解精度的影响进行了分析。随后，对应力奇异与应力集中的区别进行了讨论。最后，就所研究的问题总结了工程上的处理对策。

有限元技术；应力集中；应力奇异；网格无关解校验

在现代化生产中，由于产品性能的不断提升所带来的工程问题也日趋复杂化，为了达到预期的性能目标，工程设计人员在产品还未生产之前就需要对产品的可靠性、安全性能以及经济价值有一个宏观的预估。

多数产品在研发过程中都需要进行静态、动态或多物理场的校核，在静力学分析中，常常被关注的问题莫过于要考虑产品在刚度、强度、稳定性与疲劳失效等方面的问题。同时，在基于有限元技术进行产品结构静力学校核过程中，由于产品自身结构原因，求解中极易出现应力集中与应力奇异现象，这是每一个从事产品开发的CAE从业人员都无法规避的技术问题。由于局部应力集中现象或奇异解的出现，就会使计算得到的结果偏离了真实解，通常经计算得到的应力结果不能应用于后续产品的疲劳性能评估[1]。……