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小倒角大应力---用实例告诉你小倒角的威力

结构设计中不可避免的会遇到应力集中问题,多数时候采用倒角的方式避免局部尖角带来的应力集中,即便如此,倒角处依旧是高应力区,今天,小编利用一个案例带你重新认识“小小的倒角”。

如下图所示某T型接头的过渡圆角处存在应力集中,实际应用过程中发现过渡圆角的半径如果不按设计尺寸执行可能出现断裂,需校核该处圆角半径对应力的影响。本文主要通过R1R5R10R20的四种情况进行结果对?#21462;?/span>

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一、网格模?#22270;安?#26009;

根据模型及载荷工况特点,建立四分之一模型,网格采用六面体单元,为捕捉圆角处应力梯度,在该区域进行网格细化,R10模型如下图所示:

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材料按线弹性本构校核,E212GPa,?#27492;?#27604;0.28

二、载荷边界

模型的剖分面上分别设置沿y和沿z方向的对称边界,结构环形面(与其他工件接触的环形面)固定,在另一端面(杆的端面)施加1000ton的载荷。

四分之一模型所以加载为250ton,并利用mpc在端面完成加载。

三、分析结果

应力最大值均出现在过渡圆角处,下面分别给出R1R5R10R20Mises等效应力云图。

1、过渡圆角R1

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2、过渡圆角R5

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3、过渡圆角R10

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4、过渡圆角R20

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四、结论

通过计算可知,过渡圆角半径对该工况最大应力影响明显,线弹性分析,最大应力结果如下表所示:

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以上计算为线弹性分析,最大应力值偏高,因为实际工程中材料一旦屈服会发生应力重分布等其他物理现象,最大应力会?#35748;?#24377;性模型计算的低。若想获得更准确的结果,以及是否断?#35757;齲?#21487;进一步进行弹塑性分析和断裂分析。

不难看出,越小的倒角,应力也越大,“威力也越大?#20445;?#32467;构设计和分析过程中应重视倒角的设计和简化,尤其是仿真分析过程中的倒角是否保留或者倒?#20445;?#20854;处理方式应该依据结构和工况确定,不可盲目处理。


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