Нелинейная потеря устойчивости оболочки

[Megastr 0]

Доброго Здоровья, глубокоуважаемые форумчане!

Уже не одну неделю бьюсь с нелинейным расчётом потери устойчивости в WB, но всё никак и мозги, чувствую, скоро «поедут» :)

Прошу помощи/совета/пинка ))

Ситуация в следующем.

Необходимо смоделировать потерю устойчивости металлической дымовой трубы и определить критическую силу и критические напряжения с дефектом в виде вогнутости или просто идеальной оболочки. (к примеру Н = 60 м, Д = 2.1 м, т = 8 мм, с промежуточными рёбрами каждые 5м – по необходимости выложу файл проекта). Материал: сталь Ст. 3 Ry = 245 МПа.

Для расчёта, в место ветровой нагрузки, примем смещение верха д.т. – понимаю, что это не корректно для замены ветрового воздействия.

Что делаю:

1. Вариант. Создаю геометрию (идеальную). Прикладываю единичное смещение и делаю расчёт Linear Bukling – далее по фото1 (экспортирую геометрию через UPGEOM 1:1).

В «Р1» в настройках материала выбираю кривую упрочнения «Bilinear Isotropic» Ry = 245 MPa, Tangent Mod = 76 MPa. (пробовал и другие кривые –рез. тот же.)

Прикладываю смещение 200 мм и настраиваю решатель (фото2)

на каком-то шаге решение обрывается.

В результате д.т. переходит в пластику – смотрю по эквивалентным напряжениям – от линейной зависимости переходит к нелинейной.

И смотрю реакцию в заделке д.т. (фото3),

надеюсь, что по ней смогу определить критическую силу – место, где сила в опорной реакции начнёт падать (например, см. фото4

– не знаю как у меня получилось, но это для вымышленной модели, в реальном расчёте использую те же настройки, но результат другой).

2. Вариант. Моделирую вогнутость вручную и выполняю физ./геом. нелинейный расчёт. Критическую силу так же не могу получить…..

Благодарю тех, кто дочитал до конца :) Буду очень признателен за помощь.

[soklakov 1 475]

Помощь:

Второй вариант лучше.

Совет:

Сформулируйте задачу. Какая еще критическая сила? Какие критические напряжения? С силой еще можно понять, но по факту надо выходить на скорость ветра и сравнение с имеющимися ветрами в ветровом регионе. А напряжения тут при чем?

Пинок:

это ж где советуют схему варианта 1 для нелинейной потери устойчивости?

[Megastr 0]

Благодарю soklakov :)

Под критической силой понимаю ветровое давление действующее на сооружения для каждого ветрового района, например. И если нормативное 600 Па, то потеря устойчивости будет, например при 1300 Па. (за напряжения только недавно подумал :) ведь если посмотреть формулы СНиП для расчёта местной устойчивости оболочек, то они и варьируют значениями СИГМАкр)

По схеме 1. Пример есть в инете :) Начинал свои исследования со схемы 2, но нужно результата не получил (например, как на фото 4).... поэтому другие варианты реализации начал искать...

Изменено 6 мая 2013 пользователем Megastr

[soklakov 1 475]

Megastr, в принципе, первый и второй варианты отличаются только методом получения геометрического несовершенства. Но в первом варианте оно уж слишком большое, не находите?

Напомните, пожалуйста, у Вас какая цель? Глобальная/конечная. Дать разрешение на проект, выбрать оптимальный вариант конструкции, спокойно спать по ночам, написать диплом? От того, куда идти, очень сильно зависит, какую дорогу лучше выбрать.

[soklakov 1 475]

В общем и целом, крутиться Вам, скорее всего, придется вокруг стабилизации. Посмотрите в справке по слову Stabilization, а лучше курс по нелинейностям сначала гляньте, там и упражнение есть.

[Megastr 0]

Благодарю. Понимаю, что придётся крутиться))) и никуда от этого не деться...

и ещё. Какую кривую упрочнения Вы посоветуете?

Изменено 6 мая 2013 пользователем Megastr

[soklakov 1 475]

Какую кривую упрочнения Вы посоветуете?

С максимально доступным разрешением кривой на первых полпроцента деформации. Если есть - то и до процента-двух хорошо бы. Дальше уже бессмысленно.

Еще есть вариант нагрузить до критического значения, а потом выполнить Explicit расчет. Неплохой вариант, кстати, если красивые картинки интересуют.

[Fedor 1 597]

С трубами не шутят, так что обеспечьте в линейной постановке запас не меньше двойки - тройки и не мучайтесь.

[soklakov 1 475]

С трубами не шутят, так что обеспечьте в линейной постановке запас не меньше двойки - тройки и не мучайтесь.

Думаю, это вариант в поисках "новизны с актуальностью", а не проектирование. Так что запасами тут не отделаться.

[Megastr 0]

Вы правы, soklakov, это "не реальное" проектирование :) в двояком смысле этого слова как слитно, так и раздельно ))

провозолся сегодня снова с моделькой) пришёл к тому, что нужно упростить и попробовать "домучать" одну секцию.

Благодаря ребятам - <noindex>http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=93015</noindex> построил диаграмму расстяжения стали (Ст3) - файлик во вложении.

Ст3.rar

Приложил осевую силу 1МН на оболочку с вогнутостью и посчитал Linear Buckling, получил коэф. запаса 33.177.

Умножил первоначальную осевую силу на .5 от коэф. запаса. устанавливаю настройки (с дампингом получается такой же результат)

Результат

Почему эквивалентные напряжения доходят только до 277 МПа, если у меня кривая задана до 480 МПа?

С максимально доступным разрешением кривой на первых полпроцента деформации. Если есть - то и до процента-двух хорошо бы. Дальше уже бессмысленно.

Еще есть вариант нагрузить до критического значения, а потом выполнить Explicit расчет. Неплохой вариант, кстати, если красивые картинки интересуют.

- тоже осень интересно и картинки красивые нужны :) только вот пока у меня критического значения нет)

Очень признателен за советы, т.к. в универе некого спросить :)

Изменено 6 мая 2013 пользователем Megastr

[soklakov 1 475]

Приложил осевую силу 1МН на оболочку с вогнутостью и посчитал Linear Buckling, получил коэф. запаса 33.177.

Вообще говоря, неоднократно замечено, что линейный расчет на устойчивость для оболочек бессмысленен и беспощаден. В смысле, ошибку большую дает.

с дампингом получается такой же результат

Какой такой же? На что смотреть? Картинок много.

Почему эквивалентные напряжения доходят только до 277 МПа, если у меня кривая задана до 480 МПа?

С чего Вы взяли, что 277? Вот если бы Вы для разных нагрузок, разных геометрий, разных несовершенств получали бы эту цифру, то можно было бы сделать такой вывод. А так... ну потек материал, ну развалилась задача, все нормально. Спросите "что делать"? А что Вам надо? Вы ведь так и не сказали.

- тоже осень интересно и картинки красивые нужны :) только вот пока у меня критического значения нет)

Как же нет, задача ведь не просто так разваливается. Для этой КЭМ максимально выдерживаемое усилие фактически и есть критическое)

[StanislawDovnar 12]

В нелинейном расчете кроме пошагового статического нагружения, задания пластичности материала (желательно. консервативно - с чем-то типа площадки текучести) надо обязательно включать учет больших деформаций (NLGEOM, ON или Solution / Solution informatiom / Large Deflection/ON). Это было сделано?

[soklakov 1 475]

надо обязательно включать учет больших деформаций (NLGEOM, ON или Solution / Solution informatiom / Large Deflection/ON). Это было сделано?

По картинкам видно, что да.

[Radon 14]

Как раз по этой теме на ютубе туториал есть

<noindex>http://www.youtube.com/watch?v=AGkE-Be3tEs</noindex>

[Гость ISPA]

Вообще говоря, неоднократно замечено, что линейный расчет на устойчивость для оболочек бессмысленен и беспощаден. В смысле, ошибку большую дает.

То что вы называете линейным расчетом на устойчивость дает сущственно меньшую ошибку.

У Бормана нелинейный расчет давал цифру 122, а у меня линейный 48.

И мы долго выясняли почему.

[Борман 2 375]

У Бормана нелинейный расчет давал цифру 122

Не вдаваясь в метод расчета скажу, что для пользователя расчет называется Linear Buckling.

[Гость ISPA]

Не вдаваясь в метод расчета скажу, что для пользователя расчет называется Linear Buckling.

Называть можно как угодно.

Жесткость конструкции нелинейнео зависит от приложенных сил. Это же ведь должен знать пользователь. Если берется объяснять.

Главное какой расчет на самом деле зашит в черном ящике, а не как его называть.

[Борман 2 375]

Как раз по этой теме на ютубе туториал есть]]>http://www.youtube.com/watch?v=AGkE-Be3tEs ]]>

Шаманство еще то...

[Гость ISPA]

Чтобы не было путаницы не нужно геометрически нелинейный расчет называть линейным.

Значения точек бифуркации нелинейно зависят от приложенной силы.

Для общего случая естественно.

[soklakov 1 475]

Чтобы не было путаницы не нужно геометрически нелинейный расчет называть линейным.

Учитывая контекст, имеете ли Вы в виду, что расчет, который за бугром принято называть Linear Buckling, является расчетом, учитывающим геометрическую нелинейность, то есть НЕ предполагающим малость перемещений?