应力集中是阀门厂家生产阀门设计中一种常见的现象,通过科学的计算,掌握应力集中的数据信息,对于优化阀门产品结构设计有着十分重要的意义。同时,应力集中对于阀门产品的使用寿命也有着较大的影响。
通常情况下,阀门结构的疲劳寿命对应力集中有着很强的敏感性,而以往的计算方法中,大多是在常规静力学的分析中获得的结果,这种状态下的计算结果在阀门产品的疲劳预测中,却存在着较大的误差,因此,为了获得更准确的数据,必须要采用科学的应力集中计算方法,下面就针对这一问题进行分析。
(一)局部细化法
局部细化法是进行应力集中分析的常用方法,其在模拟结构应力集中的问题上,准确性较高。局部细化法指的是对整个模拟区域进行划分,形成多个网格形式,然后再针对其中应力梯度变化较大的单元或者是区域,进行重点加密。在实际的操作中,可以将网格中的某个点为中心,对其周围的区域进行细化加密,以此实现单元或者区域的加密。
(二)子模型方法
在应用局部细化法的应用中会出现一种现象,某些单元的网格区域内的网格密度不够,但是其他的部位网格密度已经足够,在这种情况下,对于用户比较关心的区域,就很难保证应力集中分析结果的准确性,无法到用户的需求,这里就需要应用子模型技术。
子模型技术主要是针对已经获得的区域内的单元进行更加细化的单元分割,从而获得更精确的数据。子模型技术需要将应力集中区域进行切割,而切割的边界就是整个模型区域的分割边界,整体模型的切割边界能够为子模型边界的确定提供依据和参考。
子模型方法以圣维南原理为根本的理论依据,如果模型的负荷经过切割而分布在不同的区域时,应力的变化在荷载施加部位的边缘发生变化,而其他区域上的应力不会发生较大的变化。因此,应用子模型技术时应当与应力集中的位置存在一定的距离,才能保证结果的准确性。
(三)自适应网格划分
自适应网格方法主要是针对某些应力变化较为显著的区域内,根据应力变化引起的变形和波动,对误差进行估计,从而自动判断网格的分布密度是否科学,为网格分布提供必要的依据。
如果判断结果说明网格密度不够,则程序将自动将网格密度升级,以此减少误差。网格在不断的调整过程中逐渐细化,达到网格分布点与物理解的耦合,便可以通过求解的过程将误差降到最低,最大限度的保证结果的准确性。