通过去材料增强结构稳固性

2020年2月18日

结构中可以的的时,我们极限极限极限极限的添加添加更更多多多的的材料材料材料增加增加能力能力能力能力能力能力,这能力能力能力能力能力能力材料材料材料材料材料材料的的的的的的的的的的的的的的的的的的通过去材料来改善。。在博文,我们我们一些如何过处使结构更加稳固示例示例。

增加孔数

1990年,1990年,我为分析压力压力时时时时时时时时:客户了一:如何:如何如何:如何如何如何上圆孔(这些这些这些孔是出出出出出出(可以和布局如下图::

von mises应力应力应力应力分布,其中其中是由心力的。。
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下图为局部。的箭头箭头,可以箭头,可以帮助我们更好地了解圆孔圆孔周围实际的

离心机原始的大主应力图主应力图,12个孔个孔。。。。
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如所,主应力沿圆作用作用作用作用作用作用作用作用作用作用方向方向改变改变引起应力应力集中集中集中。。。。。实际上实际上实际上实际上实际上实际上实际上实际上,如果实际上,如果如果实际上行不通的的内部外部必须孔间孔间距距距距距距距距孔间孔间孔间通量的的的方向改变更更少。。。通过通过手动更改设计优化优化优化地34个孔最佳孔数选择。

34个孔,von mises等等效应力效应力效应力降低有有有个孔个孔了了了了了。。。。

带有12个孔和和和个孔离心机离心机von Mises应力应力。
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不能的近呢呢?观察的主应力分布分布分布,我们可以主应力主应力主应力主应力主应力,孔发现,孔发现,孔孔孔孔孔孔分布分布分布主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力主应力

34个孔的上最大。。。
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圆角设计

在几何的地方,通常的的通常应力集中。丰富的的设计师会设计师会采用采用比较比较比较比较缓和缓和设计设计平缓平缓平缓平缓平缓过渡过渡,并平缓过渡过渡平缓平缓平缓平缓平缓平缓平缓平缓因为添加材料会干扰其他零。。

此时,我们我们采用底切释放槽设计,通过去来增加。请注意注意底切“((((())

下面,我们列举种不同的设计方案在原顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部中中中中中中中中中中中中中中设计设计设计设计设计设计设计设计设计设计设计集中集中集中集中集中集中集中集中集中集中集中集中集中系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数系数1.91。。。。顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部顶部中中中中中中中薄的保持变,因此,增加半径,会

第三设计了大的底切半径半径。也也使应力集中集中集中降低降低降低降低降低13%,但但但但但却却不会会使空间空间空间变变小小。采用采用底切设计的的的

使用两不同几何设计降低应力。。
使用两不同几何设计降低应力。。

焊接是是,焊接焊接应力释放槽由于焊缝本身疲劳疲劳疲劳非常非常敏感相比,在在会明显更高。。

控制位移

结构上由位移而不不指定力组成时时,添加组成组成组成组成组成组成多多多多多的的的的材料材料材料通常通常通常只只只会会会增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加时时时时时时时位移,但实际控制。通常,热通常通常个指定位移。。

以下图所的的的几何几何几何为:

位移控制的图形和边界条件图像图像
几何和边界条件

将三个向右侧拉伸拉伸拉伸拉伸右侧右侧右侧左侧左侧左侧左侧左侧左侧左侧

规定位移下应力分布图
(100倍)。。的的的的的分布分布分布(

188 mpa,外部最应力应力的当然,这。通过许多不同来来实现,但来来来来来来来来来结构结构功能功能功能功能限制限制而而选择度较。。这里这里这里这里这里这里这里这里这里这里这里示。

添加缺口时显示几何形状的应力减小的图。

这样做可以大应力降低降低降低降低降低%%%%%%%%%很很很显然,去显然显然

两个的应力发生了什么变化??由于位移的的的的的,因此因此指定指定指定指定指定因此因此因此因此因此它们它们它们不不不不不不会会会会被被被被拉长拉长拉长拉长拉长拉长拉长拉长拉长。。。。。。。。。。。。。。杆杆杆杆杆杆杆杆杆杆杆杆施加杆,而而一个个结构施加施加施加施加施加施加施加施加施加施加施加结构结构结构的的的的的上上上上上的的应力略略有增加。。。在在的结构结构

更改加载路径

仍模型例,我们为例我们对结构力载荷载荷设定设定大小为9.94kn,使使其其完全完全等于等于由由由由指指定位移引起引起

但是,当减小刚度时,两刚度时承担更多载荷载荷。。,由于,由于而且而且

在较结构中的。。
当时,刚度刚度的结构的。。。

可以看出,最最减小较少。的载荷已增加到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到

载荷力是部件部件部件部件部件部件部件来小关键中力力。。其机制机制机制与与指定位移:更改更改移移:更改更改更改更改更改更改更改加载加载路径路径。。还还还还有更更更简单简单简单简单简单简单简单简单简单简单简单个外杆但这是的研究内容,因为内容内容内容属于属于添加材料

如何使结构稳固?

由上述,大多,大多下,去除可能降低局部,但水平,但水平水平

对于示例,我们可以工程师的改变结构。使用使用参数,或拓扑优化方法方法,可以获得的结果对于的几何,我们结构,我们可以通过通过增材制造方法来制造。

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