什么是 SOLIDWORKS 仿真中的应力奇异点？

文章来源：SOLIDWORKS卓盛信息（400-696-5950）

借助 SOLIDWORKS 仿真，可以在项目的工程阶段测试您的设计。它是一个强大的工具，可为您提供困难的工程问题的直接答案。为了获得正确的答案，以正确的方式解释模拟研究的结果非常重要。但有时某个位置的高应力值很难澄清。例如，在点或线上的应力值非常高。可以信任吗？在这个文章中，我想帮助你解决这样的问题。江苏SOLIDWORKS

收敛的基本原则

让我们假设以下模型，在两个孔中有一个固定的几何夹具，在沉孔中有一个推动力。

我创建了 5 个静态算例，在每个算例中，我更改了应力最高位置的网格单元大小。我使用网格控件来减小此位置的元素大小。下面您可以看到 5 个不同网格的结果。

图 1：不同算例的网格控制元件尺寸。

运行算例后，将获得以下最大应力。

图2：不同研究的最大冯米塞斯应力。

正如预期的那样，随着单元尺寸的减小，应力值变得更加可靠。这可以通过颜色的显示方式注意到。对于4mm的单元尺寸，最大应力点非常小，就像它集中在单元节点上一样。细化网格几次后，最大应力也不会改变。让我们在下图中回顾一下。

图3：不同研究的收敛图。

上图是收敛图。它向我们展示了基于单元尺寸的应力在某个位置的收敛。在正常情况下，您会注意到，从一定的单元尺寸开始，应力将不再变化。现在我们得到了最大应力的收敛值，可用于分析的结论。不需要进一步细化网格，因为它不会影响研究的求解。SOLIDWORKS价格

我的解决方案不收敛！

这在模拟算例中经常发生。这种行为称为应力奇点。应力奇异点是网格中应力不向特定值收敛的点。随着我们不断细化网格，此时的应力不断增加。理论上，奇点处的应力是无限的！

发生应力奇异的典型情况是施加点载荷、尖角、接触体的拐角和点夹具。

让我们用与以前相同的模型来回顾一下，但这次我在最大应力的位置隐含了圆角特征。这引入了一个尖角。同样，我创建了 5 个研究，在锋利边缘使用相同的网格控制。运行算例后，将获得以下最大应力。

图4：不同研究的最大冯米塞斯应力与尖角。

这一次，尖角处的最大应力不断增加。在上图中，可以看出最大应力也集中在尖角（红色区域非常小）。这是应力奇点的典型行为。让我们在下图中回顾一下。

图 5：带尖角的不同研究的收敛图。

结论

尖角会在 SOLIDWORKS 模拟中引入应力奇异性。这可以通过在拐角处添加圆角半径轻松解决。这意味着该位置的应力可以收敛，奇点将消失。相反，压力集中接管。

应力集中不应与应力奇异性混淆。细化网格后，应力集中将收敛到有限值。压力奇点并不意味着你的研究是完全错误的。它引入了奇点处或接近奇点的偏差。但是在离奇点一定距离的地方，应力结果是可以信任的。此外，即使在奇点，位移结果也是正确的。

如果您对学习中的压力有疑问，那么 SOLIDWORKS 模拟也可以为您提供帮助。右键单击 结果 文件夹，然后选择 应力热点诊断.在属性管理器中，选择 运行压力 热点诊断.此工具可识别具有高应力梯度的单元。并且可以指示应力奇异点或应力集中的存在。在第一次运行后，该工具甚至可以让您运行应力奇异点检查。选择 运行应力奇异点诊断，以执行此操作。

一如以往，谢谢阅读，快乐阳光！SOLIDWORKS代理商（SOLIDWORKS 2023）