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小心使用Nodal stress
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3 C2 [8 k- d# |9 }; m1 j 應力分析時,FEM軟體後處理皆有nodal stress的輸出。所謂nodal stress,就是在node上的應力。軟體後處理還有另一種應力,稱為element stress,是指元素內部高斯點上的應力。
+ l$ [9 \" }3 K1 x$ S, U 在有限元素的計算中,最先得到的是高斯點上的element stress。以一個八節點的平面元素為例,裡面有9個高斯點。利用類似多項式curve fitting的方式,可以得到元素內任一點的應力分佈,包括節點。所以節點應力可說是由高斯應力外差得到的。4 y2 s, l, t `$ @
由於節點應力是外差的結果,一般而言,element stress比nodal stress準確。因此可以推論:結構內部的應力,一般而言,比結構邊界還準確。, S0 ?$ o9 I$ h4 k* M7 I/ l
如果有一個節點被N個元素共用,個別元素外差的結果,這個節點就有N個應力值。大部分的作法是:將N個應力值平均。
) u7 k5 u4 A- D+ t4 Z1 S既然element stress較準確,但為什麼常用的反而是nodal stress?這是因為在做mesh時,常將節點置於結構某些重要位置,例如轉角處、兩材料接合處等,而這些位置的應力往往是很重要的。
+ ^! b# L2 D# T0 E# N( b e 要降低nodal stress的誤差,最簡單的方法就是網格割得更細,或使用較高階的元素。% {0 C% Z# r' s- d* o3 B8 P! ~* l" K
當結構有不連續的現象,不連續處的nodal stress的使用必須格外謹慎。例如兩材料的接合面、beam元素在某一點截面積不連續等。 |
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