求助，Optistruct应力计算的几个问题

雪狼湖

近段时间我在用Optistruct进行客车骨架的结构强度、刚度计算。由于我以前主要做的是汽车碰撞的一些分析，对结构的屈服应力的很多细节方面没有关注过，而现在做静力学分析主要考虑的就是结构应力的大小。我有几个问题拿不准，现在列举出来，请各位同仁帮忙看看，提供一些帮助，多谢。
       1、Hyperview的后处理在计算应力的时候有个Averaging method，里面有4个选项：None、Simple、Advanced、Difference。我开始显示应力的时候都是选择的None选项，但有次无意中就改成Simple选项，发现应力的最大值一下小了很多。因为我们在做结构强度分析的时候都是给定一应力的限定值作为结构安全以否的评判标准，比如说100MPa。如果选用不同的结果处理方式得到的应力值不一样，那到底应该以哪种处理方式较准确呢？各位平时后处理的时候一般选哪种方式呢？
       2、不知道大家有没有用过cweld单元，因为我以前用dyna计算的时候通常用meshless的焊点较多，这样做前处理的时候不需要对齐网格。而Optistruct里面的cweld单元也是可以用来模拟焊点的。但是我发现一个问题，cweld单元连接网格尺寸大小不一致的单元，会造成网格小的单元出现很大的应力，见下图吧，哪个研究过这个问题请告之一下，我理论功底不够，呵呵。
     

       3、减小网格尺寸，而计算得到的应力反而增大。在结构计算的时候发现一处地方的应力比较大，差不多100MPa了，于是我就尝试着把那个位置的网格稍微改小点，看看计算结果会不会有什么变化，结果一算，此零件的应力值更大了，有126MPa。我也把图贴在下面，大家也可以帮我看看是不是我的网格这样细化有什么问题。如果网格没有什么问题，我这么稍微一改变模型，结果就变化这么大，那这Optistruct计算的结果也太敏感了吧？我还要怎么才能评价我的计算结果的准确性呢？请各位支招了。
      
       先提这3个问题吧，如果有什么没说清楚的请大家告之，希望能得到大家的回复。

autocae

1.参考HV帮助文档，none的时候是单元应力，平均后是节点应力，我觉得更为合理，因此一般都是选择这个；
2.不清楚，没研究；
3.单元尺寸越小，理论上讲计算精度更高，因此出来的应力值更为准确，不是说应力大了就不对了。
4.另外个人一点感觉，同样模型，不同求解器，位移解可能很接近，但是应力不一定，因此从工程角度来说，应力绝对数值并无绝对意义，应力趋势和分布才是考察的对象。

愚见。 希望没雷到你。

雪狼湖

多谢楼上的回答。
对于你说的第3点，我开始也是这样想的，所以我才会去把网格尺寸划小了试一下。但是这个地方是把网格尺寸划小后，感觉对应零部件的应力变大也太多了。我再发张图片吧，第一个图片我用的25mm的网格，第二张里面我只是把网格横向切了一刀。按道理说，这两种画法的网格质量都是没有什么问题的，但是应力即使是采用averaging的表示方法，仍然会有很大的区别，差了将近50%了，搞不明白。

第4点，如果说应力绝对数值无绝对意义，那一般强度校核大家是用什么样的标准呢？
各位有什么高见都发表一下吧。

liminglaile

楼主的问题比较详细，内容涉及面比较多。我先谈谈我遇到的情况，与楼主同学的第一个问题类似。

有一次给某一超级OEM汽车公司做项目，对方的CAE部门特别指出：在最后汇报应力数据的时候，要求在HyperMesh里面察看应力云图，必须使用h3d按钮提供的应力数据，不能采用contour之后的应力数据。（因为我现在手头上没有HyperMesh软件，暂时无法回忆起那个HyperMesh面板的名称）。其中，h3d数据就是“原始”数据，contour数据就是平均之后的数据（应力峰值明显下降了很多）。一句话总结：该OEM指明要求汇报高峰值的应力结果。

至于你在第三楼提到的单元尺寸变小之后，应力峰值也大大的增加了，这是非常常见的现象。有限元必定是一种近似算法，不可能任何划分单元的方法都得到一致的结果。对于一个有限元的element，从提取结构上若干点的位移数据按照帕斯卡三角形的规则建立插值函数开始，直到最后获得计算结果，就已经决定了FEA是近似算法，平时划分结构的时候，很少有人去关心结构的每一个部位到底应该使用基本size是多少毫米的单元，大家一般都是采用同一个单元基本尺寸，例如5毫米，然后用来划分整个结构。但是等你再用1毫米去细化remesh该结构某一个部位的单元时，最后的计算结果就常常会出现应力剧烈增加的现象。所以，你可能会问：改变单元尺寸，导致每次计算结果都不同，那怎么办？其实很简单，在国外，解决的办法，大家一般称之为“apple to apple”，也就是最简单的：baseline的FEA模型作分析的时候使用什么单元尺寸，你的design proposal的FEA模型也使用同样的单元尺寸。不要太过于关注不同单元尺寸带来的计算结果数据的discrepancy。单元尺寸足够小就可以了。

当然，需要注意的是：如果你的结构中出现明显需要特别着重考虑的部位，或者对方客户公司特别要求对某一个结构区域要采用更小的单元尺寸来划分，那你就必须按照客户他们的要求来做了。不过，我至今并没有遇到这样的情况。

liminglaile

其他的问题我还没来得及细读，太晚了，要睡觉了。改天再看。

雪狼湖

自己顶起，多谢楼上的回答。

雪狼湖

再次顶一下。

liminglaile

很遗憾，我极少使用cweld单元，所以无法提供更详细的帮助。找个机会我也去看看那个cweld到底是怎么回事，从别人的模型里看见许多次了。

dfm_tw

单元大小对计算的应力结果会有很大影响，后处理时用none还是simple还是advanced结果也会不一样（这是节点应力和单元应力以及软件表示应力算法的区别），其实每个公司都会遇到这样的问题，一般需要建立标准，比如你做简单的线性静态求解位移和应力，单元就用5mm，做碰撞就用10mm，当然对几何的处理要有标准，多大的孔什么样的孔可以取消，什么样的孔要做washer,多大的圆角可以取消？ 这样你以后所有的分析都在同一种建模方式来计算，来评价，才有对比。 这需要大量的积累。

你想通过应力大小来判断零件强度是否满足要求？  这也要看具体零件，如果是塑性材料（车身，车架板材），我们一般看米西斯应力， 如果是脆性材料（铸铁等），我们要看最大拉应力，在hypermesh 的结果中有p1,p2,p3 ,表示三向应力，这时我们看负值最大的（表示最大拉应力），这些强度判定准则，你可以看材料力学，里面有讲。 其实这些也都是简单的判定方法，因为车辆在实际使用中，载荷都是交变的，所以最好还是用动态分析求解的应力水平以及零件制造的情况（冲压，铸造，锻造，机加工）甚至综合零件供应商的加工水平从统计概率方面来判断零件的可靠性（疲劳分析）。在实际工程中，我们经常会遇到，算出来的应力不大，而实际道路试验时开裂，有的位置应力算出来较大，却没有问题。 我解决过很多零件开裂的问题，很多时候都是由于零件制造的问题，冲压深度多大，零件减薄过多， 或者焊接质量太差，有的是材料用的不好，本身的强度不够。

我的建议是，先制订自己的建模标准，再不断完善。   有限元分析是一种方法，做方案对比（benchmark）是比较有效的，只有慢慢的积累，才能向实际逼近，才能解决问题， 想一锹挖口井，不符合自然规律。

我给你回消息了，里面有qq号。

liminglaile

单元大小对计算的应力结果会有很大影响，后处理时用none还是simple还是advanced结果也会不一样（这是节点应力和单元应力以及软件表示应力算法的区别），其实每个公司都会遇到这样的问题，一般需要建立标准，比如你做 ...
dfm_tw 发表于 2009-6-9 10:27

这段发言，很重要。

“我解决过很多零件开裂的问题，很多时候都是由于零件制造的问题”，去年我听说过一起和你提到的这个情况完全一致的事情。所以觉得你说得很对。

icefox163

1# 雪狼湖

看图上，两次的最大应力都是126左右啊？有什么不一样？


去年我也遇到过一次，做压力锅的，单元越小，结果越大，

连自己都不相信了，最后找个小的结果忽悠过去了。

小业主

如所言，一般都是有自己的一套几何清理和单元网格划分 的标准的

yuanjie.822

是的，只有实际工程中才能总结经验。只有相关标准才知道想要怎样的划分和处理，这些都是需要经验的。不断学习中。。。。

yuanjie.822

是的，只有实际工程中才能总结经验。只有相关标准才知道想要怎样的划分和处理，这些都是需要经验的。不断学习中。。。。

liminglaile

是的，只有实际工程中才能总结经验。只有相关标准才知道想要怎样的划分和处理，这些都是需要经验的。不断学习中。。。。
yuanjie.822 发表于 2009-6-28 13:44

不断学习确实很重要，但是也没必要说两遍吧。

ayaqqq

不知道楼主用的是,hyperview8.0还是9.0呢

ayaqqq

,我上次在做一个转向节的应力分析时,以前一直都是用8.0看结果的,上次8.0有问题就用9.0的看了一下,结果应力比在8.0里面看大了将近50MPA,

还有,我们在做应力分析的时候一般用的都是Simple,我们经理让我们用这个看结果，他做汽车好几年了。应该是经验之谈，他们几个的不同之是平均方法不同，具体的方法我有资料，在公司呢，下次拷回来给发给你

liminglaile

,我上次在做一个转向节的应力分析时,以前一直都是用8.0看结果的,上次8.0有问题就用9.0的看了一下,结果应力比在8.0里面看大了将近50MPA,

还有,我们在做应力分析的时候一般用的都是Simple,我们经理让我们用这个看结 ...
ayaqqq 发表于 2009-7-5 11:23

不要盲目崇拜你们的经理。他说的不一定就是正确的。我遇到的情况从来都是要求不准使用任何平均方法显示应力，必须用原始应力数据。

suntreo

看铁受益啊

guyue345

我觉得这样的交流很好