SOLIDWORKS Simulation je program za testiranje vašega izdelka že v fazi razvoja. Je napredno orodje, ki vam pomaga dobiti odgovore na zahtevna vprašanja. Seveda pa je potrebno za pravilne odgovore pravilno interpretirati rezultate. Občasno imamo na modelu zelo visoke napetosti – na primer pri robu ali oglišču. Lahko tem preračunanim napetostim verjamemo? V tem prispevku bomo ogledali takšne primere.
OSNOVNO NAČELO KONVERGENCE
Oglejmo si model na zgornji sliki. Model je vpet na dveh vertikalnih luknjah, na ugreznjeno horizontalno luknjo pa deluje sila. Pripravili smo 5 analiz. Analize se razlikujejo po gostoti mreže na območju, kjer pride do maksimalne napetosti v materialu. Na spodnji slik se vidi razlike v mrežah v analizah.
Ko imamo analize preračunane, si lahko pogledamo rezultate in jih primerjamo, kot je to prikazano na sledeči sliki.
Po pričakovanjih so rezultati bolj natančni, če gostimo mrežo. Lahko si ogledamo graf maksimalne napetosti.
Graf konvergira k eni vrednosti. Po navadi se na modelih vidi, da se vrednost napetosti ne spreminja več korenito, ko zmanjšujemo elemente v mreži. V danem primeru smo torej prišli do rezultata, ki konvergira in ga zaradi tega lahko uporabimo kot končno vrednost v analizi. Dodatno zmanjševanje mrežnih elementov več ni potrebno, saj se rezultati ne bodo več spreminjali korenito.
REZULTAT NE KONVERGIRA
Do takšnega primera lahko pride pri delu z simulacijami. Takšnemu pojavu rečemo napetostna singularnost. Napetostna singularnost je območje na mreži, kjer rezultat ne konvergira k določeni vrednosti. Ko delamo mrežo bolj fino napetost vse bolj narašča. Teoretično je napetost v singularnosti neskončna.
Do takšnih primerov po navadi pride na območjih, kjer deluje sila na točko, ostrih konkavnih robovih, ostrih robovih, kjer pride do stika med kosi in točkovnimi vpetji.
Ta primer si bomo ogledali na podobnem modelu kot v prejšnjem poglavju. Razlika bo le to, da bomo v tem primeru odstranili zaokrožitev (fillet) na konkavnem robu. S tem bomo dobili oster konkavni rob. Tako kot v prejšnjem primeru smo naredili 5 analiz z različnimi gostotami mreže. Analize smo preračunali in dobili rezultate prikazane v spodnji sliki.
Tokrat rezultati ne konvergirajo temveč divergirajo. Vidi se tudi, da je napetost koncentrirana v ostrem robu in je zelo majhna. To je tipično za singularnost. Oglejmo si rezultate še v grafu.
ZAKLJUČEK
Ostri robovi lahko predstavljajo točke singularnosti v SOLIDWORKS Simulation. To se lahko reši na preprost način – v rob dodamo zaokrožitev oz. fillet. Zaradi spremenjene geometrije lahko rezultat na lokaciji zaokrožitve konvergira in singularnost se odpravi. Na tem mestu se sedaj pojavi koncentracija napetosti.
Koncentracija napetosti ni enako kot napetostna singularnost. Koncentracija napetosti je območje, kjer je napetost povečana, a z manjšanjem mreže rezultat konvergira. Napetostna singularnost tudi ne pomeni, da je rezultat simulacije popolnoma napačen. Seveda je rezultat napetosti v območju singularnosti nepravilen, lahko pa preračunani verjetnosti verjamemo, ko se oddaljimo od singularnosti. Če pa spremljamo za rezultat premik iz nevtralne lege, je le-ta pravilen tudi v območju singularnosti.
V primeru, da niste prepričani ali neke napetosti lahko klasificirate kot koncentracije ali singularnosti, vam SOLIDWORKS Simulation lahko pomaga z ukazom Stress Hot Spot Diagnostic. V prvem delu to orodje zazna območja z velikim gradientom napetosti, v drugem delu pa preračuna ali ta območja lahko klasificiramo kot singularnosti.
Vir: http://blogs.solidworks.com/tech/2018/07/what-is-a-stress-singularity-in-solidworks-simulation.html