为了分析圆环内径尺寸对应力的影响，进行有限元分析时压头直径选取38 mm，圆环底座内径选取60 mm、80 mm、100 mm 和120 mm 四个尺寸，采用圆形试件，试件尺寸为 φ100 mm ×100 mm 和 φ150 mm ×100 mm 两个尺寸。

1.试件尺寸为D×H=100 mm×100 mm

由于试件直径比较小，所以分析时圆环底座内径选取60 mm 和80 mm两个尺寸。

（1）圆环底座内径为60 mm 时，三维有限元分析如图3-31～图3-32所示。

图3-31　有限元分析Mises 云图

图3-32　不同径向位置沿深度方向应力分布

（2）圆环底座内径为80 mm 时，三维有限元分析如图3-33～图3-34所示。

图3-33　有限元分析Mises 云图

图3-34　不同径向位置沿深度方向应力分布

由以上应力云图可以得出，直径为 100 mm 的试件，侧向应力比较大；由应力轨迹线可以得出，圆环底座内径由60 mm 增大到80 mm 应力峰值变化不大。

2.试件尺寸为D×H=150 mm×100 mm

分析时圆环底座内径选取了60 mm、80 mm、100 mm 及120 mm 四个尺寸。

（1）圆环底座内径为60 mm 时，三维有限元分析如图3-35～图3-36所示。(www.daowen.com)

（2）圆环底座内径为80 mm 时，三维有限元分析如图3-37～图3-38所示。

图3-35　有限元分析Mises 云图

图3-36　不同径向位置沿深度方向应力分布

图3-37　有限元分析Mises 云图

图3-38　不同径向位置沿深度方向应力分布

（3）圆环底座内径为 100 mm 时，三维有限元分析如图 3-39～图3-40 所示。

图3-39　有限元分析Mises 云图

图3-40　不同径向位置沿深度方向应力分布

（4）圆环底座内径为 120 mm 时，三维有限元分析如图 3-41～图3-42 所示。

图3-41　有限元分析Mises 云图

图3-42　不同径向位置沿深度方向应力分布

由应力云图可以得出，随着圆环内径的增大，试件底座位置所受应力逐渐增大；当内径增大到100 mm 时，在试件内部产生了 0.07 MPa 的应力带。当圆环内径为120 mm 时，存在比较大的侧向力，因此圆环内径不大于100 mm 为宜。由应力轨迹线可以得出，随着圆环内径的增大，试件内应力峰值逐渐减小。