Локальные пластические деформации в стальной конструкции

[Guterfreund 75]

Пусть это будет цельнолитое изделие. Нет там сварных швов. Работает на статическое нагружение при комнатной температуре. Я пытаюсь донести, что выдержит этот кронштейн при статическом нагружении и плевать на эти зоны концентрации, сингулярности и тому подобное. А вы мне сто ответов и все не в тему...

[kristeen 355]

Я опускаю руки, дорогие друзья! Ну никак вы меня не можете понять...

Но, согласитесь, уже все возможные варианты Вам описали. Вы просите указать нормативный документ, где бы говорилось, что пластика допустима до какой-то разумной степени. Вам говорят, что нужно знать, к какой отрасли относиться проектируемая конструкция и по каким нормам прочности оценивается. Вы в ответ -- что Вас не понимают...

 

Вспомним тему про гаечный ключ, который с пластикой, а не ломается. @StanislawDovnar тогда оценил прочность гаечного ключа по нормам для сосудов высокого давления -- и подошло. В той же теме он приводит другие нормативные документы.

 

Если заказчик считает совершенно недопустимым наличие пластики в конструкции, то либо он должен сам предоставить нормы, где это требование обосновано, либо Вам нужно заниматься образованием заказчика. Рекомендую метод @Борман'a = ткните при заказчике в стальную балку иголкой и объясните, что при этом есть пластика, и почему, вопреки всем ожиданиям, балка не сломалась.

[Guterfreund 75]

@@kristeen, собственно говоря, мне уже эти ссылки на документы не нужны. Не актуально. На данный момент я поддерживая тему пытаюсь донести, что пусть то машиностроение, сосуды под давление, стальная конструкция, локальная пластика при оценке статической прочности не имеет значения и ограничивать ее дело неблагодарное. В ответ же получаю кучу сообщений, которые вроде как и ответов не содержат. А по критериям прочности можете взять хоть требования при проектировании сосудов...  

[Борман 2 375]

Guterfreund,
представьте себе, что у вас есть (пусть металлическая) заготовка для главного зеркала зеркального телескопа.  На стадии транспортировки, вы не допускаете макропластискеих деформаций, поскольку плоскостность заготовки будет наружена. На стенде для шлифовки и полировки вы не допускаете локальной пластики, поскольку покрытие не ляжет или еще чего нибудь, а при эксплуатации вы не допускаете деформаций более чем доли длины световой волны, поскольку иначе будет нарушена световая картина.
 
Если говорить о вашем уголке, то пусть это подпадает под СНИП "Стальные конструкции" (хотя этого и не сказано... а ведь если бы этот уголок держал элементы оптической системы, то ограничения на девормации были бы существенными)... Итак СНИП http://www.vashdom.ru/snip/II-23-81
 

1.8. Расчет стальных конструкций следует, как правило, выполнять с учетом неупругих деформаций стали.
Для статически неопределимых конструкций, методика расчета которых с учетом неупругих деформаций стали не разработана, расчетные усилия (изгибающие и крутящие моменты, продольные и поперечные силы) следует определять в предположении упругих деформаций стали по недеформированной схеме.

Видите что написано ? "Расчетные усилия следует определять....". Берите свой уголок, ищите силы с моментами и подтавляйте в формулы (5) и (28).

 

 

Если вы взяли этот СНИП, то кто просит вас оценивать деформации в угле ? А уж если правильно проектировать, по какому нибудь другому СНИПу, то и правда в этом угле обязана быть косынка. А уж если заказчик мутит что-то свое без косынки, значит изделие не подпадает под наш СНИП и требование заказчика по отсутствию пластики может быть вполне законным (это уж я от балды придумал, конечно).

 

 

[Guterfreund 75]

@@Борман, если уж и существует ограничение по жесткости конструкции, то не легче ли ограничить максимальную деформацию (перемещение) в конкретной точке? В нашей задаче таких ограничений поставлено не было. Да и не каждая пластика приведет к снижению жесткости. Если взять, например, вал в месте перехода от одного диаметра к дугому может быть галтель разного радиуса. В зависимости от радиуса напряжение будет больше или меньше в этой зоне, но это никак не повляет на общую жесткость самого вала. И напряжения на этой галтеле при малом числе циклов нагружения могут быть достаточно большими, уходя в пластику. Валы ведь работают...

 

По СНиП "Стальные конструкции". Очень интересный вопрос по определению расчетных (номинальных) напряжений через усилия, полученные методом МКЭ. Для вышеобозначенного примера с уголком все долнжо получится очень хорошо и действительно определять и сравнивать теже напряжения с допускаемыми по модели МКЭ дело весьма не простое и требует большого опыта. А если взять более сложный пример не всегда получиться выбрать конкретные сечения для оценки по СНиП. Что делать в этом случае? Я так понимаю, оценивать напряжения либо делать сложный расчет на ту же нелинейную устойчивость и судить о прочности конструкции...  

[soklakov 1 475]

Клиент же мне говорит, что напряжения в конструкции не должны превышать предел текучести в любой зоне (это его твердое личное мнение).

[Guterfreund 75]

 

Клиент же мне говорит, что напряжения в конструкции не должны превышать предел текучести в любой зоне (это его твердое личное мнение).

спец.jpg

 

 

Не так категорично! Понимание и знание у заказчика есть, но только не в МКЭ, а в СНиПах и ГОСТ-ах...

[kol 12]

 

вместо фотошопа  сделайте сетку покрупнее на этом месте и посчитайте "правильный" результат

 

 Почти что так и сделал...

 

Ну а если по уму то нужно было делать "подмоделирование" - наоборот уточнять модель (как бы на более густой секте считать). CAD модель это идеальная геометрия т точных углов в реальности нет! - концентрации у вас в углах от них и избавляйтесь. По опыту могу сказать что заказчик прав :) например работоспособные напряжения для стали 3 (СТ№ или сталь 20) ~40-45 МПА - поясню что от вибраций конструкций никто не застрахован и там рулит выносливость.

Хотя тему вы очень интересную подняли :) ! "Поговорим о колличестве допустимой пластики" в конструкции! :))

[soklakov 1 475]

По опыту могу сказать что заказчик прав :)

Поделитесь опытом, пожалуйста. Объясните, в чем и почему он прав?

Пока есть ощущение, что Вы не поняли проблемы, о которой беспокоится @@Guterfreund. 

[AK74 15]

А экскремент нельзя какой-нить придумать простенький, чтоб наглядно показать на практике что, как и куда ломается? Или там все слишком сложно?

[kol 12]

 

По опыту могу сказать что заказчик прав :)

Поделитесь опытом, пожалуйста. Объясните, в чем и почему он прав?

Пока есть ощущение, что Вы не поняли проблемы, о которой беспокоится @@Guterfreund. 

 

Наверное тут должен вмешаться автор... :)

1. его беспокоют концентраторы это - в геометрии реальные и мнимые

2 беспокоют концентраторы сетки - они все мнимые если концентрируют больше чем реальная геометрия (не путать с идеальной в CAD).

3. наличие пластики

я лишь добавил что пластикой можно "принебречь только в том случае если нет  повреждающих напряжений (пластика по сути сама по себе повреждающее напрежение) - это из оценки работоспособности и ресурса по выносливости :) в авиации к слову это главный фактор (ресурс) и все нормы пляшут от него.

[Борман 2 375]

пластикой можно "принебречь только в том случае если нет  повреждающих напряжений (пластика по сути сама по себе повреждающее напрежение)

Проще говоря, пластикой можно пренебречь если ее нет. :)

 

Вопрос на самом деле более широкий. Я себе его вижу так... 

Какие необходимо принимать критерии прочности при отсутствии нормативки?

 

Варианты решения:

1. Искать близкие по смыслу отраслевые стандарты. 

2. На свой стах и риск придумывать то, что обычно придумывают многими десятилетиями и оформляют как национальный стандарт. 

[Guterfreund 75]

Наверное тут должен вмешаться автор... :) 1. его беспокоют концентраторы это - в геометрии реальные и мнимые 2 беспокоют концентраторы сетки - они все мнимые если концентрируют больше чем реальная геометрия (не путать с идеальной в CAD). 3. наличие пластики я лишь добавил что пластикой можно "принебречь только в том случае если нет  повреждающих напряжений (пластика по сути сама по себе повреждающее напрежение) - это из оценки работоспособности и ресурса по выносливости :) в авиации к слову это главный фактор (ресурс) и все нормы пляшут от него.

 

Господа, читаем начало темы внимательно! Вопрос стоит о статической прочности конструкции и меня, кстати, ничего не беспокоит. Беспокоит Заказчика, который даже не пытается разобраться в сути вопроса.

 

Касательно статики:

 

1. Концентраторы не имеют никакого значения для стали. Для чугуна, между прочим, это важно...

2. При оценке статической прочности локальной пластикой можно пренебречь всегда, если не ставится задача ограничения каких-либо деформаций.

3. Разрешение (поисх сходимости) сингулярностей для оценки статической прочности не требуется.

4. В общем случае, напряжения при линейном статическом расчете (в зонах сингулярностей) могут уходить в бесконечность, при этом статическая прочность будет обеспечена.

5. В общем случае, если не образуется пластического шарнира по сечению, статическая прочность обеспечена.

 

Вот как-то так. Ну а если вопрос касается циклики и нам бы была поставлена такая задача, то естественно была бы решена задача по поиску сходимости в зонах концентрации и оценка допускаемого колическтва циклов.

Вопрос на самом деле более широкий. Я себе его вижу так...  Какие необходимо принимать критерии прочности при отсутствии нормативки?

 

Как я уже писал, если нет требований по жесткости конструкции, можно на локальную пластику при оценке статической прочности забить. Под статической прочностью я понимаю разовое нагружение конструкции. Прогрессирующее формоизменение не учитываем. 

А экскремент нельзя какой-нить придумать простенький, чтоб наглядно показать на практике что, как и куда ломается? Или там все слишком сложно?

 

Возьмите уголок из примера выше и посчитайте его с учетом пластических свойств материала (можно без упрочнения). Вы увидете, что даже при наличие пластики в угле уголок будет держать. Вот Вам и простенький пример...

[Гость]

Господа, читаем начало темы внимательно! Вопрос стоит о статической прочности конструкции и меня, кстати, ничего не беспокоит. Беспокоит Заказчика, который даже не пытается разобраться в сути вопроса.

 

Статику испытать просто, нагрузить конструкцию с запасом и посмотреть, не потечет ли. 

[Guterfreund 75]

Хотя тему вы очень интересную подняли :) ! "Поговорим о колличестве допустимой пластики" в конструкции! :))

 

Есть интересный документ: РД ЭО 1.1.2.05.0330-2012 «Руководство по расчёту на прочность оборудования и трубопроводов реакторных установок РБМК, ВВЭР и ЭГП на стадии эксплуатации, включая эксплуатацию за пределами проектного срока службы»

 

Это, своего рода, перевод части норм ASME. Там есть указания по оценке статической прочности упругопластическим расчетом с идеальным упругопластическим материалом.

 

Ищем предельную нагрузку (отсутствие сходимости) делим, в общем случае, на коэффициент запаса 1.5 и получаем рабочую статическую нагрузку. При этом величину пластической деформации не ограничевают. Делал достаточное количество расчетов таких способом и получал для рабочей статической нагрузки пластические деформации больше 2%. Для себя брал допускаемую пластику для статику по немецкому FKM, там она допускается не более 5%. Недавно общался с немцами по этой цифре, они уверены в 5%, подтверждено многочисленными экспериментами. У нас же в литературе встречаются ограничения пластики величиной до 0.2%. Выглядит странным. Для такой пластики я должен делить результаты упругопламтического расчета на 10. Уж слишком консервативно... 

[soklakov 1 475]

У нас же в литературе встречаются ограничения пластики величиной до 0.2%.

Какая-нибудь ошибка переводов и переписываний. 0,2% - это ж условно упругие деформации.

[kol 12]

 

У нас же в литературе встречаются ограничения пластики величиной до 0.2%.

Какая-нибудь ошибка переводов и переписываний. 0,2% - это ж условно упругие деформации.

 

УГУ.... :) и если говорить  о рускоязычной литературе то могу добавить что это ( 0,2%) предел деформаций в узле  (фермы например) при котором (до которого) можно считать узел работающим как сферический шарнир (просто шарнирное соединение) в статике (как бы если у вас получилось больше то вы ферму не правильно посчитали).

 

Обращаюсь к автору: "Концентраторы не имеют никакого значения для стали" - не надо быть столь категоричным... и как я понял у нас расхождения в формулировках (что такое статика или статическое нагружение, есть еще квазистатика - её ведь не просто так придумали).

[Guterfreund 75]

А не попросить ли нам людей начитанных поделиться советскими (российскими) книгами, ГОСТ-ами и иными нормативными документами, где бы количественно ограничивалась величина пластической деформации при статическом нагружений в определенных узлах, при определенных случаях нагружения и т.д. и т.п.

[kol 12]

А не попросить ли нам людей начитанных поделиться советскими (российскими) книгами, ГОСТ-ами и иными нормативными документами, где бы количественно ограничивалась величина пластической деформации при статическом нагружений в определенных узлах, при определенных случаях нагружения и т.д. и т.п.

Я подобную литературу (инфу) "тыбзил" (подчерпывал знания) на предприятиях в документах для служебного пользования а не в ГОСТ и им подобных доках.... из личного опыта могу сказать что в СССР и до сего дня нормативной базы не разработано (ГОСТ и т.п.) по этому вопросу :)

Если вопрос ко мне ... то тут нужна точная конкретика

[Guterfreund 75]

Ну если взять рекламенты FKM, то там для деталей машиностроения величина пластических деформаций дается. Без дальнейшей конкретики...