常见分析结果评判方法

（1）评判的一般方法

评价一般机械产品及其零件性能的指标有刚度、强度、疲劳性、稳定性和可靠性等，有限元后处理结果中的位移和应变两个指标对应了刚度，应力指标对应了强度。而有限元分析的结果评价，是指后处理结果（往往是最大值）是否超出了设计的允许值（许用值），如果超差，意味着产品或者零件遭到了破坏，即处于失效状态，因此就需要重新修改和优化CAD模型，或者改变其边界条件（约束或者载荷）。

当然，具体评价还需要结合产品零件的材料、零件的关键程度及其工况状态等因素。常见的材料包括塑性材料和脆性材料两大类，下面分别叙述这两类材料零件后处理结果中应力指标的评价方法。

（2）应力的评判方法

在拉力作用下，由脆性材料制成的零件只出现很小的变形就可能突然断裂，脆性材料断裂时的应力即强度极限σ_b；塑性材料制成的零件，在拉断之前已出现塑性变形，在不考虑塑性变形力学设计方法的情况下，考虑到零件不能保持原有的形状和尺寸，故认为它已不能正常工作，即工作应力已经超过了设计的许用值。

脆性材料的强度极限σ_b和塑性材料屈服极限σ_s称为产品失效的极限应力。为保证产品和零件具有足够的强度，在外力作用下的最大工作应力必须小于材料的极限应力。但是，在实际产品和零件的强度计算中，必须把材料的极限应力除以一个大于1的系数n（称为安全系数），作为构件工作时所允许的最大应力，称为材料的许用应力，以[σ]表示。

对于脆性材料，许用应力为

[σ]=σ_b/n_b （1-1）

对于塑性材料，许用应力为[σ]=σ_s/n_s （1-2）

其中，n_b、n_s分别为脆性材料、塑性材料对应的安全系数。

（3）安全系数的确定方法

安全系数的确定除了要考虑载荷变化、零件加工精度和工作环境等因素外，还要考虑材料的性能差异（塑性材料或脆性材料）及材质的均匀性，以及零件在产品中的重要性、损坏后造成后果的严重程度等因素。(www.xing528.com)

安全系数的选取，必须体现既安全又经济的设计思想，通常由国家有关部门制定，公布在有关的规范中供设计时参考，一般在静载下，对塑性材料可取1.5～2.0；脆性材料均匀性差，容易发生突然断裂，会有更大的危险性，所以通常取3.0～4.0，有时甚至取7.0～8.0。表1-7所示为典型产品常见零件的安全系数规定值。

表1-7 常见产品零件设计的安全系数

（4）NX后处理结果的一般评判方法和步骤

以NX后处理结果中的VonMises（冯氏应力）指标和塑性材料的强度性能评判方法为例，其一般方法和操作步骤如下所示。

● 查看产品设计规范，确定分析模型零件设计的安全系数（n_s）。

● 打开模型材料列表中的信息，查看【屈服强度】值（σ_s）。

● 根据式（1-2）计算出零件设计的许用应力值（σ）。

● 根据模型工作的应力状态，查看后处理窗口中【应力-单元-节点】的【Von Mises】（或者最大应力、最大剪应力等）指标值，和上述的许用应力值相比较，从而判断模型的强度性能是否达标以及达标的程度。

● 如果超标，可以通过修改模型、修改边界条件和修改材料等方法，再一次进行有限元分析和结果评判，直到模型的强度性能达标为止。