アダプティブメッシュで疲労計算用の応力値が収束し…

Question

アダプティブメッシュで疲労計算用の応力値が収束しないときの対処方法

疲労寿命の計算のために板金部品の応力をアダプティブで詳しく求めてみたのですが、半径ゼロのコーナー形状のところで値が際限なく大きくなります。
半径ゼロというのは実物でもあり得るとして、角R形状を付けたくありません。

仮に材料非線形の応力解析を行っても、応力やひずみは大きくなり過ぎて、メッシュを細かくするほど疲労寿命が短く出ると想像しています。
一方、実物では計算より桁違いに長寿命となるような気がします。

この状況でより正確な疲労寿命計算ができるよう、応力値やひずみ値を得たいのですが、どうすればよいのでしょうか？

Accepted Answer

すいません、そういった解析には素人の加工者ですが・・・
実物では、ぱっと見ピンカドに見えても顕微鏡レベルで本当に半径ゼロってのはないでしょう。
仮に半径ゼロのコーナーを加工したとして、材料の強さも剛性も無限大ではないので、
応力がかかるとコーナーはすぐに微細に変形または極微に破損してＲ形状となってしまい、
その状態で長持ちしているのが実態だと思います。

＞コーナーに亀裂が入っていたら、ピンカドに近い状況に・・
なります。で、硬い材料でこれが起きると、嘘のようにあっさり折れてくれます。（；＿；）
ですからまぁ、そのシミュレーションは正しいと言えば正しいんですよ。
実物のコーナーをシャープに作れば作るほど、極端な場合はミクロの亀裂を
入れてやれば解析結果に示されたとおりの「理想的な応力集中」を生じて
品物は壊れ易くなります。長持ちしてるのはどっかでちょっぴり逃がしてるんですね。

Answer

回答（1）さんの答えで　ほぼ当りですよ（笑）
半径ゼロは実物では　存在しませんよ

板金の曲げ解析を行うのであれば、まず考えなければならないのは
応力に対する反作用です
単純曲げと仮定しましょうか　とりあえず（笑）
９０度に曲げた場合、その周りは反力が加わりますので
曲げた方向の逆方向に　少しだけ塑性変形を起こしてます
（要するに少し曲がってるって言うか凹んでる）
さらに少しだけ曲がってる先にもさらなる反力が加わるので
さらにすこぉ～しだけ塑性変形します（膨らんでる）
これが　繰り返されます
水面に　石を投げた時に出来る波紋と同じです
これらは　材料によって発生する回数（曲げと言う外力の影響を受ける回数）
が違いますので　結局実験しかないと思いますが・・・
とりあえず顕微鏡で観察されたら　よく判りますよ

で疲労寿命についてですが
これが良く判らないです
出来ましたら　外力に対する疲労なのか　繰り返し曲げに対する疲労なのか
これによって答えが全く違いますよ

Answer

こんにちは。

実物では、ヒノプスさんが書かれているような事が起こっていると思われます。

一方FEMでは、ピン角部は特異点になりますので、メッシュサイズを細かくすればするほど応力値は上がっていきます。
ということから通常線形静解析では、ピン角部の応力評価は出来ません。

また、ひずみゲージで行う実測はゲージの長さ以下の精度は出ませんので、実測とFEMの値を比較する場合にもメッシュサイズを細かくしすぎる事は意味がありません。

アダプティブメッシュで疲労計算用の応力値が収束しないときの対処方法