应力奇异的产生原因及处理方法

 应力奇异的主要特征是随着网格细化，应力持续上升，没有上限，实际工程是不存在应力奇异点的，应力奇异是有限元计算中出现的，产生的的主要原因在于模型简化，载荷施加和边界条件。用户需要注意的是，应力奇异只发生在有限元计算中，现实的结构中不存在应力奇异，但存在应力集中问题，这个问题我们后面再进行讨论。

奇异点的存在导致有限元解的收敛速度很慢，尤其对于均匀划分的网格。奇异点的定义就是在某一个点处导数无穷。举一个L形区域的平面问题，某一个边固定，在另外的任意边上加无穷小的集度荷载，我们会发现无论荷载多么小，角点处的应力都是无穷。这就是几何形状引起的奇异点如下图所示。

此外，在固定约束，点载荷，绑定连接的界面附近也都会产生应力奇异问题。

应力奇异处理的方法：

（1）避免在点位置施加集中载荷；

（2）避免在固定约束位置进行网格细化

（3）在几何的直角过渡位置，进行圆弧过渡

（4）绑定连接附近的应力，不能直接使用作为评价应力。

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