【構造解析ミニ講座】応力特異点

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9.応力特異点

メッシュ分割を細かくすればするほど、応力が高くなる点を応力特異点と呼んでいます。このような特異点はFEMモデルの中に多数存在しており、応力評価時には注意が必要。


・ピン角部


図面形状として90°の角部(凹んだピン角)は頻繁に存在し、FEMモデルのメッシュ分割もピン角になっていることが一般的である。
実際の部品ではピン角ではなく、小さなフィレットRが付いおりそのR寸法に応じた応力集中がある。
ピン角とはR=0の場合で、応力は無限大になるために、ピン角部のメッシュを細分化していくと限りなく応力が増大する。

・拘束点境界


構造解析における拘束は、現実には有り得ない変位ゼロの完全な拘束状態であり、その拘束領域の境界もメッシュを細分化していくと限りなく応力が増大する特異点になる。


・異種材料の境界


アルミと鉄といった異種材料の接合境界も特異点になる。


【板金カバーの事例】



フィレットモデル

ピン角モデル








mm




mm




mm



●分割数を増やすとフィレット応力は収束傾向にあるが、ピン角点や拘束端の応力は収束しない。


●フィレット部を精度良く評価する場合、ピン角モデルではなくフィレットRを入れたモデルにし、かつ十分小さい要素サイズにする必要がある。

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