Расчет торосферического днища на устойчивость

[Константин45 0]

Помогите, пожалуйста, рассчитать днище на устойчивость. Дали задание, не могу до конца сообразить. 
Итак, есть днище. Способ закрепление Ux,Uy,Uz=0 в области, где днище теоретически должно крепиться с цилиндрической обечайкой (ранее делал жесткую заделку - сказали, что неправильно). Далее нагружаю равномерным внутренним давлением, равным единице (это значение такое именно из-за расчета на устойчивость). После этого считаю (solve), выхожу из статической задачи, включаю расчет на устойчивость (buckling), выбираю в "anslysis options" количество форм устойчивости. В "expand Modes" задаю аналогично и ставлю галочку в "calculate elem results?". Считаю, выбираю первую форму устойчивости, смотрю list. Они все отрицательные, при том, что нужны положительные. Есть теоретические данные, с которыми я должен сравнить. Ансис должен выдавать похожие критические давления (собственные числа в LIST). 

Правильно ли я закрепил края днища при расчете на устойчивость? 
Правильно ли то, что я взял единичное внутреннее давление? 
Как сделать, чтобы в LIST, где собственные числа, были положительные значения? Это самое важное. Я менял рассматриваемый диапазон, но ANSYS выдает ошибку, видимо не находит положительные. Возможно, это связано с граничными условиями. Спасибо.

 

12.bmp

111.bmp

[Victor_M 30]

а Вы уверены что теория линейной устойчивости имеет отношение к Вашей задаче?

[Константин45 0]

Думаю, да. Эта задача решалась ранее.

[Борман 2 375]

5 часов назад, Константин45 сказал:

Правильно ли я закрепил края днища при расчете на устойчивость? 

Это вам никто не ответит. Я бы крепил по всем наверное...

 

5 часов назад, Константин45 сказал:

Правильно ли то, что я взял единичное внутреннее давление? 

Правильно. Только убедитесь что оно направлено извне.

 

5 часов назад, Константин45 сказал:

Как сделать, чтобы в LIST, где собственные числа, были положительные значения? Это самое важное. Я менял рассматриваемый диапазон, но ANSYS выдает ошибку, видимо не находит положительные. Возможно, это связано с граничными условиями. Спасибо.

Это связано исключительно с направлением давления.

 

И еще, убедитесь, что ставите галочку PSTRESS,on. 

[dbarlam 184]

Если все критические значеня отрицательные значит нагрузка приводящая к потере устойчивости другого знака по сравнению с тем что Вы задали

Мне не очень понятно как сосуд под действием внутреннего давления теряет устойчивоть - ну кроме может быть зоны крепленния крышки к цилиндру 

Дайте небольшой эскизик для лучшего понимания

 

[Константин45 0]

1 час назад, Борман сказал:

Это вам никто не ответит. Я бы крепил по всем наверное...

 

Правильно. Только убедитесь что оно направлено извне.

 

Это связано исключительно с направлением давления.

 

И еще, убедитесь, что ставите галочку PSTRESS,on. 

Крепления сделал  Ux,Uy,Uz=0,  можно сделать и жесткую заделку, разницы никакой нет почему-то

Задавал изнутри, тогда давление отрицательное, снаружи - положительное. По модулю одинаково. Но странно это. По заданию надо изнутри нагружать равномерно внутренним давлением. 

PSTRESS,on - это где ставить?  Не понимаю.  Ставлю в Analisys type ->control -> colculate prestress effects.

 

Вот что получается.

У меня есть теоретический график.

Днище не меняется, меняется его толщина.

Давление в ансис при толщине 0,75 0,049 МПа

Давление по теор. данным 0,075 МПа

Плохо. Это первая точка, если брать последнюю, то еще хуже.

Давление в ансис при толщине 1.7 мм 0,253 МПа

Давление по теор. данным 1.6 МПа

 

Можно заметить, что с увеличением толщины критическое давление по теоретическим данным растет быстрее из-за чего расхождения растут. странно это.

1 час назад, dbarlam сказал:

Если все критические значеня отрицательные значит нагрузка приводящая к потере устойчивости другого знака по сравнению с тем что Вы задали

Мне не очень понятно как сосуд под действием внутреннего давления теряет устойчивоть - ну кроме может быть зоны крепленния крышки к цилиндру 

Дайте небольшой эскизик для лучшего понимания

 

Вот торосферическая оболочка с потерей устойчивости под внутренним давлением.

И сам график. Е=0.68е11, как мне кажется. Сначала думал, что 2е11, но с таким вообще не сходится. Уточнить не могу. Но видно, что mu=0.3  Рассматривал первые два днища и самое последнее. Везде та же тенденция, сначала близки результаты, потом начинаются сильные расхождения

[AlexKaz 1 822]

Стесняюсь спросить, используете какой тип конечных элементов, какие keyopt'ы?

Использовать линейные КЭ в модальном анализе дело неблагодарное.

[Константин45 0]

7 минут назад, AlexKaz сказал:

Стесняюсь спросить, используете какой тип конечных элементов, какие keyopt'ы?

Использовать линейные КЭ в модальном анализе дело неблагодарное.

Использую shell 181. Остального сказать не могу, видимо, по умолчанию. Я еще немного знаю.

Подскажите, что думаете.

Изменено 23 декабря 2016 пользователем Константин45

[AlexKaz 1 822]

Тогда проект в студию на хирургический осмотр, в виде log-файла или

Цитата

ALLSEL,ALL

CDWRITE,DB,TO_BORMAN,cdb,,,

ALLSEL,ALL

, пока гуру думают об общем, займёмся частным.

[Fedor 1 597]

Посмотрите у Басова  Ansys в примерах и задачах стр 206 и далее, там пример устойчивости тонкостенной оболочки...

[Константин45 0]

5 часов назад, Fedor сказал:

Посмотрите у Басова  Ansys в примерах и задачах стр 206 и далее, там пример устойчивости тонкостенной оболочки...

Спасибо, к сожалению, там нет конкретики, мне кажется, что я просто где-то галочку не поставил или действие пропустил.

[piden 2 874]

6 minutes ago, Константин45 said:

там нет конкретики

Тут походу тоже.

 

7 hours ago, AlexKaz said:

проект в студию на хирургический осмотр

 

[Fedor 1 597]

Так все как с балочкой . Разберите сначала ее. У меня просто фрагмент кода на работе. Все время проверяю всякие конструкции при проектировании. Где-то здесь уже приводился. Отрицательные значения , насколько помню, говорят о том, что такими будук если сменить знак нагрузки. Поищите, где-то тут все уже бурно обсуждалось :)

[Борман 2 375]

В 23.12.2016 в 21:23, Константин45 сказал:

 

Кстати, internal.

Что за обозначения на рисунке ?

[Борман 2 375]

Кстати, с чего вы вызяли, что на картинке номограмма по устойчивости ? Может там про прочность речь идет ?

[dbarlam 184]

Все  получится без особых сложностей если знать что как и где искать

Посмотрите прилепленную презентацию (использую MSC.NASTRAN) 

В чем фишка - для поиска собственных значений использую алгоритм Ланцоша - он наиболее удобный и эффективный

Главное его преимущество в том что он позволяет искать корни в любом заданном диапазоне -

В данном конкретном случае нижняя граница поиска 0,001 и запрошен 1 корень - т.е. ищем только в положительной области

Еще отмечу - т.к. сжимающие напряжения  развиваются в зоне тора - там нужна достаточно мелкая сетка

(Соотношение Релея - если знаешь точно собственную форму - получишь точное значение собственного значения)

Граничные условия - внизу ограничены только перемещения .  на боковых границах соттветственные перемещения и углы поворота

Для желающих могу поставить файл для НАСТРАНА

Torispherical shell.pdf

[piden 2 874]

@dbarlam, с материалами не наврал? )

И геометрия по рисунку не полностью определена.

 

Но даже с приблизительной геометрией и E=10 000 MPa не сходятся перемещения на порядок, запас по устойчивости - тоже на порядок..

А вот с родной сталью E=2e5.. все похоже...

Изменено 25 декабря 2016 пользователем piden

[Fedor 1 597]

       !______________________Решение____________________________________
       allsel
       n=5 ! число мод для проверки устойчивости, если 0 статический анализ **************
       /SOLU   
           ANTYPE,STATIC             ! STATIC ANALYSIS
           *IF,n,GT,0,THEN  $ PSTRES,ON   $   *ENDIF      ! CALCULATE PRESTRESS EFFECTS
           SOLVE
       FINISH

       *IF,n,GT,0,THEN           ! проверка на устойчивость
         ! для строительных конструкций не ниже 1.36 коэффициент запаса по устойчивости (следует из СНИП)    
           /SOLU
              ANTYPE,BUCKLE            
              BUCOPT,LANB,n             ! USE BLOCK LANCZOS EIGENVALUE EXTRACTION METHOD
              MXPAND,n                 
              SOLVE
           FINISH
       *ENDIF

 

Вот такой код использую уже давно и вроде проблем никогда не было :)

[dbarlam 184]

Спасибо piden

неправильно  указал на картинке радиус тора , должен быть 75,0

см, прилепленную картинку  , добавил данные по размерам 

Попутно - к данным материала это не имеет отношения, все пропорционально модулю упругости

Укажите по каким формулам проверяли , в литературе их много , но для торосферы все решения приближенные

и для ограниченного числа случаев

Не смотрите на перемещения в предварительном статическом расчете- они могут быть любыми - это Эйлеровская устойчивость - и статический расчет здесь только затравка для получения сжимающих напряжений,

Опять же - расчет линейный , так что все пропорционально давлению

 

Torispherical shell 3.pptx

[dbarlam 184]

Спасибо piden

неправильно  указал на картинке радиус тора , должен быть 75,0

см, прилепленную картинку  , добавил данные по размерам 

Попутно - к данным материала это не имеет отношения, все пропорционально модулю упругости

Укажите по каким формулам проверяли , в литературе их много , но для торосферы все решения приближенные

и для ограниченного числа случаев

Не смотрите на перемещения в предварительном статическом расчете- они могут быть любыми - это Эйлеровская устойчивость - и статический расчет здесь только затравка для получения сжимающих напряжений,

Опять же - расчет линейный , так что все пропорционально давлению

 

забыл еще одно указать - модуль упругости у меня 100000,0 а не 10000,