有限元软件中的应力线性化技术

等效线性化方法早已被多个著名的有限元商业软件所采用，为了实现应力的等效线性化，ANSYS在进行有限元分析结果后处理时，首先用最小二乘法拟合路径上各节点的应力，得到应力分布函数，然后进行分段（分割为48段）数值积分，得到各项应力值，如图5.7所示。

图5.7　ANSYS应力等效线性化示意图

数值的有限元法可以得出元件的总应力分布，为了得出薄膜应力、弯曲应力和峰值应力，必须对总应力分布进行线性化处理。

总应力经过等效线性化处理后，ANSYS可按各条路径导出薄膜应力（Membrane）、弯曲应力（Brending）、薄膜加弯曲应力（Membrane plus Bending）、峰值应力（Peak）、总应力（Total）。对于设计人员来说，此时的关键是如何识别和提取应力线性化的结果用于应力强度的评定，即如何确定总体一次薄膜当量应力、局部一次薄膜当量应力、一次薄膜加一次弯曲应力。

对于薄膜应力，依据路径位置不同，可识别为总体一次薄膜当量应力或局部一次薄膜当量应力，如识别为Pm，则提取Pm=SEQV；如识别为PL，则提取PL=SEQV。

对于弯曲应力，其本身不进行单独的评定，故不需要提取SEQV。(www.xing528.com)

对薄膜加弯曲的识别非常重要，依据路径位置不同，既可以识别为PL+Pb，也可以识别为PL+Pb+Q，如为前者，提取PL+Pb=SEQV，如为后者，则提取PL+Pb+Q=SEQV。

峰值应力不会引起结构的显著变形，这是疲劳裂纹产生的原因，在分析中不对其单独进行评定，故不需要提取。

对于总应力，进行疲劳分析时，用于疲劳强度的评定。

在评定塑性垮塌时，没有必要确定当量应力类型Q和F。

为了确定元件是否合格，进行弹性分析，求出应力分布；划分应力分类线；解得应力分类线上线性化的应力；进行应力分类；将线性化的应力与弹性应力极限进行比较。

JB 4732—2005中评定的是基于第三强度理论的应力强度（Stress Intensity，ANSYS中的符号为SINT）。