Расчет оболочки

[is3mod 2]

Добрый вечер! Подскажите пожалуйста.

Есть такая задача:

 

Емкость с плоским днищем. Сталь 20. Длина емкости 730 мм, диаметр емкости 700 мм, толщина стенки 6.4 мм, толщина днища 4.1 мм. Закачивается вода до 0.5 МПА (давление прикладываю равномерное, гидростатику не учитываю). По эпюрам напряжений и запаса прочности понимаю, что емкость разрушится, но эксперимент этого не подтверждает. Разрушения нет, но перемещения совпадают.  Модель приложить не получается. Что делаю не так?

 

 

[Борман 2 375]

1. Сначала включите пластику и посмотрите уровень пласт. деформаций.

2. А потом я вам расскажу историю о мальчике, который тыкает иголкой в рельс.

[jtok 814]

Дополню немного гуру. Пластика в SWS включается при выборе типа упражнения - "Нелинейное" и в свойствах материала - "Пластичность...", также нужно "Включить эффект текучести". Тогда у вас крышка "растечётся", напряжения в ней будут равны пределу текучести материала, перемещения крышки чуть увеличатся по сравнению с линейным статическим исследованием. Эпюры проверки запаса прочности только в нелинейном упражнении нет.

Резервуар.zip

[Blurp 1 678]

Гы. Как-то приходилось на практике так экспериментировать. Приятные воспоминания.    

[is3mod 2]

Дополню немного гуру. Пластика в SWS включается при выборе типа упражнения - "Нелинейное" и в свойствах материала - "Пластичность...", также нужно "Включить эффект текучести". Тогда у вас крышка "растечётся", напряжения в ней будут равны пределу текучести материала, перемещения крышки чуть увеличатся по сравнению с линейным статическим исследованием. Эпюры проверки запаса прочности только в нелинейном упражнении нет.

Материал.jpg

Напряжения.jpg

Перемещения.jpg

Спасибо большое, буду разбираться. Подскажите пожалуйста

 

1. Эпюра перемещений, по ней можно узнать максимальное перемещение. А остаточные деформации, я знаю как сохранить деформированную форму, а можно ли посмотреть остаточные деформации в мм?

2. Что можете посоветовать, с примерами для изучения Simulation? Книги Алямовского есть. 

1. Сначала включите пластику и посмотрите уровень пласт. деформаций.

2. А потом я вам расскажу историю о мальчике, который тыкает иголкой в рельс.

Спасибо. Расскажите историю, пожалуйста. 

[jtok 814]

1. Эпюра перемещений, по ней можно узнать максимальное перемещение. А остаточные деформации, я знаю как сохранить деформированную форму, а можно ли посмотреть остаточные деформации в мм?

Делаете нагрузку со временем не линейно-возрастающую от 0 до 100%, как в расчете в посте #3, а по графику - сначала возрастает, потом убывает.

Соответственно увеличиваете время в упражнении - я увеличил до 4х секунд (по умолчанию и в посте #3 - 1 секунда).

 

Затем находите пипеткой узел в центре крышки, где перемещения максимальны  (это узел №4771) и строите для него эпюру отклика

 

По данному графику видно, что деформация крышки возрастает до 26мм, с 1й до 2й секунды постоянна, со 2й по 3ю падает до 20мм и после снятия нагрузки остается равной 20мм. Это у нас и есть остаточная деформация.

 

Также видно, что при постоянном действии нагрузки  (со 1й по 2ю секунду) перемещения не растут, металл больше не течет и давление держит.

 

Расчет приложил

Резервуар 4сек - остаточная деформация .zip

Изменено 28 января 2016 пользователем johntokarev

[Борман 2 375]

Спасибо. Расскажите историю, пожалуйста. 

Один мальчик на сопромате улышал, что разрушение происходит когда напряжения превышают предел текучести. Потом ему не дала подружка, чей батя был машинистом поезда, и решил спустить поезд с релсов. Вот он прикинул.. Так. напряжения - это сила на площадь. Взял иголку и пошел тыкать ей в рельс с нужным усилием. Но рельс не ломался. И тыкает он в это треьс иголку до сих пор, и скаладывают про него легенды и пишут про него на форумах. 

[jtok 814]

Дополню уж

[ccc44 53]

"Нелинейное" и в свойствах материала - "Пластичность...", также нужно "Включить эффект текучести".

 

Это эффект ползучести -  creep effect - 10 лет не могут исправить перевод. К данной задаче он отношения не имеет.

 

 

Делаете нагрузку со временем не линейно-возрастающую от 0 до 100%, как в расчете в посте #3, а по графику - сначала возрастает, потом убывает.

 

 

Для этого существует специальная фишка - "нагрузка-разгрузка. Тогда отклик получается такой:

Интересно, какова реальная величина остаточного прогиба?

 

И еще, при расчете остаточных деформаций в свойствах материала необходимо указывать к-т упрочнения (в русском переводе - отверждения, еще одна бяка в переводе). Для малоуглеродистых сталей его обычно принимают 0,85.

А вообще, нелинейный расчет в SW весьма капризный и требует терпения. Я провел его для детали ТС, но не верю результатам - график напряжение- перемещение для узлов в зоне пластичности очень корявый.

[is3mod 2]

Ещё раз здравствуйте. Спасибо большое за Вашу помощь. Возник такой вопрос. При нагружении деформированной оболочки (после испытания 0.5 МПа), давлением 2 МПа, используя вышеперечисленные советы, я получаю следующие напряжения (263 МПа), которые явно ниже предела прочности. Но в эксперименте данная оболочка разорвалась при давлении 2.1 МПа (по сварному шву). Полученные напряжения близки к правде? Ещё вопросик, следует ли при расчёте включать параметр "Обновить направление нагрузки с отклонением" в св-вах расчёта. Спасибо.

 

Изменено 5 марта 2016 пользователем is3mod

[AlexKaz 1 820]

Ответ не знаю, но хочу спросить: предел прочности сварного шва 0.5 от материала оболочки?

Плюс, смотрели на касательные напряжения?

[ccc44 53]

Полученные напряжения близки к правде?

 

Далеки от правды.

Я считал Ваш бак в конце января. Вот результат для стали AISI1015 (для нее в базе SW есть ss-кривая). 

Видно, что уже при нагрузке 5 атм. бак на пределе. Очень странно, что он у Вас выдержал 20атм.

[is3mod 2]

Можете приложить сам расчет? Я не понимаю где у меня ошибка. Сделал все как советовали...

 

Далеки от правды.

Я считал Ваш бак в конце января. Вот результат для стали AISI1015 (для нее в базе SW есть ss-кривая). 

AISI1015.png

Видно, что уже при нагрузке 5 атм. бак на пределе. Очень странно, что он у Вас выдержал 20атм.

[ccc44 53]

Только без результатов. Расчет идет минут 8-10

бак.zip

[soklakov 1 475]

Видно, что уже при нагрузке 5 атм. бак на пределе.

385 МПа? А не увеличится, если сетку-то измельчить? 

[ccc44 53]

385 МПа? А не увеличится, если сетку-то измельчить? 

Естественно увеличится. Но не до такой степени. Эта величина соответствует пределу прочности стали, свойства которой заложены в нелинейный расчет SW. Если увеличить нагрузку, Solver выдает предупреждение "инкрементальная пластическая деформация слишком большая". Но расчет продолжается, напряжения растут не ограничено.

Почему реальный резервуар выдержал давление вчетверо превышающее расчетную нагрузку, при которой достигается предел прочности - для меня загадка. М. быть некорректны ГУ и дно в эксперименте чем-то поддерживается? Не знаю.

[piden 2 874]

Solver выдает предупреждение "инкрементальная пластическая деформация слишком большая"

 

Может быть полезно. А может быть и нет...

[is3mod 2]

Естественно увеличится. Но не до такой степени. Эта величина соответствует пределу прочности стали, свойства которой заложены в нелинейный расчет SW. Если увеличить нагрузку, Solver выдает предупреждение "инкрементальная пластическая деформация слишком большая". Но расчет продолжается, напряжения растут не ограничено.

Почему реальный резервуар выдержал давление вчетверо превышающее расчетную нагрузку, при которой достигается предел прочности - для меня загадка. М. быть некорректны ГУ и дно в эксперименте чем-то поддерживается? Не знаю.

Бак лежит горизонтально. Нагружали водой, максимальное давление достигалось в течении 10-15 минут. Нагружали последовательно с давлением 0.5МПа, 1МПа, 1.5МПа, 2МПа, 2.1МПа (разрушение). Т.е. каждое новое испытание проводилось с деформированной оболочкой. А нет ли у кого под рукой кривой SS для стали 20?

Изменено 14 марта 2016 пользователем is3mod

[ccc44 53]

Т.е. каждое новое испытание проводилось с деформированной оболочкой.

Остаточный прогиб в центре не записали?

Если не трудно дайте сечение шва.

А нет ли у кого под рукой кривой SS для стали 20?

 Это зависит от состояния поставки. Предел текучести 245, предел прочности от 410 до 840 (для нагартованной ленты). Можете считать, что после испытаний он достиг у Вас этой величины.

[is3mod 2]

 

Остаточный прогиб в центре не записали?

Если не трудно дайте сечение шва.

 

 

 Это зависит от состояния поставки. Предел текучести 245, предел прочности от 410 до 840 (для нагартованной ленты). Можете считать, что после испытаний он достиг у Вас этой величины.

 

СШ- тавровое соединение 13 мм

 

Прогибы остаточные:

 

0.5 МПа - 17 мм

1 МПа - 29 мм

2 МПа - 49 мм

2.1 МПа - 61 мм