Моделирование клееных соединений

[imt 59]

Добрый день!

Есть задача о прочности конструкции, в которой есть клееные и сварные соединения. Под действием нагрузки часть из них разрушается.

Необходимо решить вопрос о статической прочности конструкции  учетом разрушений.

Для моделирования клееных соединений использовал CZM - модель.

В документации описана Bilinear Interface Delamination, она есть в списке, но ВБ ее выбрать не дает.

Для контакта в Fracture vожно выбрать Separation-Distance Based Debonding.

 

 

В тестовых задачах картинки получаются красивые (это анимированный gif, должен играться)

 

 

Силы / перемещения в зависимости от нормальных и тангенциальных напряжений тоже.

 

 

А вот Contact Gap и Tangential Slip менял от 0.1 до 10 мм разницы не заметил. Это что?

 

Насколько корректно применение CZM-модели в Т-образных shell-соединениях?

 

В простых моделях CZM работает.

Есть у кого опыт, насколько он капризен в больших моделях?

В приложении файл проекта с тестовыми задачами.

 

 

forum_CZM.zip

[imt 59]

Добрый день!

   Есть задача о прочности конструкции, в которой есть клееные и сварные соединения. Под действием нагрузки часть из них разрушается.

Необходимо решить вопрос о статической прочности конструкции  учетом разрушений.

   Для клееных соединений планирую использовать CZM - модель для контактов. А вот в некоторых сварных соединениях обойтись без "смерти" элементов наверное не получится.

   Тема EKILL в ВБ вопрос популярный, а исчерпывающего ответа, как это правильно сделать, не нашел.

 

   Спасибо kristeen за подсказку: есть АСТ-приложение, которым вручную на заданном шаге можно "убить" контакт или группу элементов. Это частично решает проблему.

 

   Однако хочется, чтобы ВБ делал это автоматически.

   Одно из самых подробных объяснений в приложении.

   Пытался запускать в лоб - не работает.

   На простой линейной задаче удалось получить процедуру, которая в ВБ работает без ошибок.

 

И судя по картинке (это анимированный gif, должен играться), что-то там все-таки рвется.

 

 

Но вопросов пока больше, чем ответов.

1. Пока получается следить и "убивать" элементы только на шагах, на подшагах не получается (это не критично, скорее неудобно).

2. При включении нелинейности, ВБ начинает ругаться на критерий проверки. Какие критерии лучше использовать для больших перемещений и мультилинейной пластичности?

 

Хочется надеяться, что тема заинтересует знатных форумчан.

Ekill.zip

[soklakov 1 475]

Необходимо решить вопрос о статической прочности конструкции  учетом разрушений.

1. Ekill обнуляет жесткость.

2. Билинейная диаграмма по Прандтлю обнуляет жесткость.

А вот в некоторых сварных соединениях обойтись без "смерти" элементов наверное не получится.

Может, ну их, эти входы-выходы в препроцессор?

[imt 59]

1. Ekill обнуляет жесткость.

2. Билинейная диаграмма по Прандтлю обнуляет жесткость.

 

 

Может, ну их, эти входы-выходы в препроцессор?

Я бы с радостью, а что так все плохо?

П.2 совсем не понял.

[soklakov 1 475]

Я бы с радостью, а что так все плохо? П.2 совсем не понял.

Если Вы зададите течение материала без сопротивления выше предела текучести, то чем Вас не устроит такая постановка задачи?

[imt 59]

Если Вы зададите течение материала без сопротивления выше предела текучести, то чем Вас не устроит такая постановка задачи?

Вы имеет ввиду Bilinear Isotropic Hardening с горизонтальной полкой после сигма текучести?

Попробую так сделать, чтобы точно ответить на вопрос, почему так не подходит.

Пока только могу сказать, что конструкция работает глубоко за пределом текучести (поэтому сигма текучести с горизонтальной полкой вряд ли подойдет). При этом в одном из тридцати конструктивных узлов напряжения превышают напряжения предельной деформации. А в другом превышено относительное удлинение при разрыве. Будем считать, что эти два узла выключились из силовой схемы и не работают. Оставшиеся 28 выдержат?

Я был уверен, что узел с горизонтальной полкой после сигма текучести по-прежнему работает, просто усилие в нем не растет.

Или я Вас неправильно понял?

Изменено 9 июля 2015 пользователем imt

[soklakov 1 475]

Оставшиеся 28 выдержат?

Расчет по предельному состоянию называется.  

Я был уверен, что узел с горизонтальной полкой после сигма текучести по-прежнему работает, просто усилие в нем не растет. Или я Вас неправильно понял?

А что значит работает? Он деформируется без сопротивления. Часть энергии это, конечно, поглощает, но у Вас же статика.

[Fedor 1 597]

"течение материала без сопротивления выше предела текучести" это значит, что модуль упругости должен быть нулевым при разгрузке иначе будет просто постоянное сопротивление независимо от перемещений. Когда связывал стойки в вагонах с лесом проволокой, то просто было постоянное усилие на монтировке и крутишь до нужного количества витков, а когда отпускаешь, то упругая разгрузка небольшая. Но если перекрутишь, то проволока рвется у некоторых витков и тогда сопротивление кручению уменьшается. А если все порвутся, то и вовсе не сопротивляется ничего .

"Он деформируется без сопротивления" - только грузчикам в леспромхозе не говорите такого. Засмеют :)

Работа это сила умноженная на перемещение. Просто сила постоянная, а перемещение растет, растет и работа. Пластичность это же обобщение трения снаружи внутрь ...

[imt 59]

Расчет по предельному состоянию называется.

 

 

А что значит работает? Он деформируется без сопротивления. Часть энергии это, конечно, поглощает, но у Вас же статика.

Если говорить о конкретной задаче в статике, то тут вообще самое простое решение: посчитать статику один раз, посмотреть проблемные узлы (несоответствующие формальным критериям); "выключить" их в модели; посчитать ту же статику еще раз (уже с "выключенными" узлами).

[imt 59]

Сделал пластину с билинейной характеристикой материала:

 

Видно, что пластина в пластике:

 

А сопротивление постоянное, но ненулевое (как в леспромхозе):

[imt 59]

Вот что c EKILL получается:

[soklakov 1 475]

Вот что c EKILL получается:

Аргумент)   

Если Вам совсем не лень будет, я бы попросил решить статически неопределимую систему из трех стержней, закрепленных к потолку и сходящихся в точку приложения нагрузки. И определить предельную нагрузку (когда рвутся два стержня) с пластикой и с ekill.

Думаю, такой тест Вам будет полезен в будущем исследовании.

 

 

"Он деформируется без сопротивления" - только грузчикам в леспромхозе не говорите такого. Засмеют :)

Да, пожалуй

 

 

@@imt, у Вас в конечном счете мягкое или жесткое нагружение? Кажется, это на многое повлияет. 

[imt 59]

Хорошо. А в чем подвох? :)

А что такое жесткое (мягкое) нагружение?

Изменено 10 июля 2015 пользователем imt

[imt 59]

Попытался слепить 3 стержня из того, что было. Долго подбирал нагрузку, пока не заметил, что в месте ее приложения материал и рвется.

Быстро не получилось    - бывает...

 

Я так понимаю, хотелось, чтобы рвались "стержни"?

 

Сила выглядит так:

 

 

 

[soklakov 1 475]

Я так понимаю, хотелось, чтобы рвались "стержни"?

Само собой. Сделайте их сильно тоньше креплений) Должно помочь.

А что такое жесткое (мягкое) нагружение?

Перемещением (силой). 

Хорошо. А в чем подвох? :)

Понятия не имею. Мне тоже интересны результаты. 

[imt 59]

Анимированный gif режет анимацию (полная анимация в приложении).

 

При нагружении перемещением стержни рвутся друг за другом.

 

test_ekill_3-plastina_v2.zip

[soklakov 1 475]

При нагружении перемещением стержни рвутся друг за другом.

Так что с предельной нагрузкой? Какая для пластики, какая для ekill? 

[Fedor 1 597]

В клеевых соединениях логично подходить как при армировании железобетона. То есть считать это новым материалом. Это можно делать тогда, когда можно говорить о непрерывности деформаций по соединению. В силу разных модулей упругости при этом будут разные напряжения в слоях при композите. Поэтому удобно использовать усредненный модуль. Обычно по объемным долям.   Ну и следить логично за деформациями. Насколько помню, рождение-смерть просто делает модуль маленьким у элемента, на несколько порядков меньше обычного, чтобы ничего не перестраивать и использовать обычную технологию нелинейных задач...

[imt 59]

В клеевых соединениях логично подходить как при армировании железобетона...

Общие соображения понятны. Не совсем понял, как это сделать практически. Не могли бы Вы подробнее описать Ваше предложение?

Например, есть две шелловских детали. Мы склеиваем их как?

 

А-а, кажется, понял. Ваши соображения, наверное, относятся к задаче с "3-мя стержнями", которую предложил soklakov? Тогда да, все логично...

( Администратор форума слил две темы в одну:  CZM и EKILL. Отсюда путаница. Под клееными соединениями шелловских деталей я имею ввиду CZM-модель).

Изменено 11 июля 2015 пользователем imt

[Fedor 1 597]

Да все обычно проще. Мы тут где-то обсуждали вопросы осреднения. Вилка Хилла и все такое. http://www.pinega3.narod.ru/aver/Averag.htm:)

Я делю обычно на механизмы и среды. Механизмы обычно используют условия как в аналитической механике принято - голономные связи и все такое что любят в ТММ. И среды. Там обычно методы механики деформируемого континуума. Сейчас идет процесс взаимопроникновения и сведения в единую механику , но , по моему, фанеру все-таки логично рассматривать как материал, а не механизм :)