Нелинейный анализ

[dbarlam 184]

Дружище victoregorov873 дайте описание модели - геометрия( длина-ширина) , материалы - все мех.свойства , граничные условия , нагрузки - можно будет хоть что-то сказать конкретное

Из дискуссиии понятно что есть что-то похожее на пластину - sandwich. И здесь есть проблемы с моделированием внутреннего слоя 

тем более TETRA. Есть работы NASA и не только  на тему моделирования sandwich-ей. Судя по вашему описанию вы лупите кувалдой по достаточно деликатному делу.

А как правило подход ( в общем плане, и это давно описано в литературе- опять же повторюсь - в англоязычной) двухэтапный

(1) Расчет на Эйлерову устойчивость, формы обычно нормализованы на 1,0

(2)В соответствие с технологическими возможностями производства сдвигаете узлы в соответствии с 1-й формой либо суммой нескольких первых  (задаете т.о. неточности изготовления - Imperfection) и проводите нелинейный расчет. например для тонких оболочек начните с Imperfection 0,5 толщины и проведите сирию расчетов увеличивая Imperfection. 

Эта техника используется много лет и очень успешно.

 

Истинно так.

Лет 15 тому назад я побывал на лекции Э.Рикса (изобретателя метода "Длины дуги" - Arc-Length Method) а потом встречался с ним дома у приятеля в неформальной обстановке. Он  в то время был одним из ответственных за расчеты на прочность по носителю Ариан. В докладе он подробно представил технику расчетов потери устойчивости головного обтекателя. Это именно то что я описал Вам. Он не изобретатель этой техники  но как и многие использовал ее.

 

[soklakov 1 475]

В 24.03.2017 в 20:46, victoregorov873 сказал:

4. Схема усилий реализует чистый сдвиг.

Так, для информации:

сэндвич еще можно считать многослойной оболочкой. И в задачах изгиба, когда модули упругости несущих слоев и заполнителя отличаются в тысячу раз и более, результаты могут быть сильно некорректные. Чем больше разница - тем некорректнее. А у Вас близкая к этому ситуация.

Сейчас Вам, это может и не нужно, но по мере погружения пригодится.

 

А пока Вы считаете в солидах - может Вам стоит стоит уменьшить площадь пластины? Все нужные для тестов эффекты Вы отловите, но, вероятно, сэкономите на сетке.

И как насчет использовать жесткое нагружение перемещением, а не мягкое силами? Постабильнее обычно решение.

[soklakov 1 475]

В 24.03.2017 в 00:11, victoregorov873 сказал:

А как в общем случае определить, что это и есть точка критической силы?  Вот я получил график перемещений в ансисе. По графику видно, что перемещения растут линейно с самого начала. В графике солида, вроде бы, понятней (конкретно в данном примере). Понимаю, что нет универсальных методов. Как Вы поступаете в таких случаях?

Помимо того, что предлагает уважаемый @dbarlam, можно выполнить статический анализ. И, уж извините, все-таки с ухищрением и малым возмущением. Но в данной задаче в качестве малого возмущения хорошо смотрится давление по синусоиде от фиктивного времени, а не некачественная сетка.

 

Обратите внимание на рисунок. Важно приложить давление с такой частотой и амплитудой, чтобы оно успело сделать несколько волн до момента потери устойчивости, чтобы быть уверенным, что давление изменилось в оба предела амплитуды, а устойчивость при этом все еще не потеряна. Тогда, на каком-то там цикле, устойчивость таки будет потеряна. И хочется верить, что бинго. Но лучше еще десять раз перепроверить, варьируя малым возмущением и убеждаясь, что оно действительно малое. А на Вашем графике были два одиночных пика с явно недостаточным разрешением по времени - пробуйте уменьшить шаг. Правда, это может завести Вас в довольно темные дебри на плохой сетке.

П.С. У меня жесткое нагружение и оболочка в два раза меньше и материалы не те, но, думаю, это не очень критично сейчас. Учет геометрической нелинейности включен само собой и настройками шагом по времени чуть-чуть подкрутить от настроек по умолчанию.

П.П.С. сетка конформная. Контакты сделают Вашу модель сильно жестче на сдвиг, нефизично жестче.

[dbarlam 184]

Для прояснения сситуации и дабы не быть голословным я сделал 2 модели- из элементов SHELL (CQUAD4 - в Настране)

и 3D модель  (эдементы CHEXA). Для SHELL заданы 3 слоя в соотвеьствии с Вышими данными . В 3-хмерной модели каждый слой со ссвоими данными. Кака видно не надо использовать 3D модель - результаты одинаковы. Далее в "упрощенной " модели одел получившиеся несовершенства с амплитудой 2 mm.  Нагрузка в линейной задаче 150 N/mm.  В линейной постанове фактор нагрузки 2530,0 .В нелинейной я задал фактор 5000,0 чтобы обеспечить нелинейный процесс. Задача решалась с учетом больших перемещений.

Лбраттите внимание на грангичные условия. Нагрузка по всем 4 сторонам. Логика в том что превратившуюся в параллелограм (больше похоже на ромб) пластину на этапе линейной задачи я мысленно развернул так чтобы одна из сторон (нижняя лежала на оси X . Это за счет правильно заданных граничных условий. Все стороны оперты по Z , левый нижний угол остановлен по X,Y а правый соответственно по Y. Если будет желание прелеплю все модели- учтите что все сделално для Настрана. Надеюсь по заголовкам ясно кто есть кто. прилеплена анимация для нелинейной задачи. У вас там не совсем эстетичный график . наверное шаги слишком большие.

Model_nonlinear_Deformation_1.mpg

[soklakov 1 475]

3 часа назад, dbarlam сказал:

В линейной постанове фактор нагрузки 2530,0 .В нелинейной я задал фактор 5000,0 чтобы обеспечить нелинейный процесс.

Можно по-подробнее, кто такой фактор нагрузки в этом контексте?

А! Результат? Запас по устойчивости?

Вроде нет. В общем, вопрос.

[dbarlam 184]

В линейной задаче это фактор на который надо умножить приложенную нагрузку для получения критического значения 

(фактически это собственное значение задачи потери устойчивости в линейной постановке - устойчивость по Эйлеру)

Это исходное значение можно потом использовать в нелинейной задаче в которой надо взять нагрузку большую чем полученная критическая , для того чтобы быть уверенным что конструкция точно залезает в нелинейную область.

Я попутно отмечу , что не всегда Линейная постановка дают верный путь , формы и значение критических нагрузок могут быть определены в некоторых ситуациях только в ходе нелинейного расчета.

Это может быть , например , в случаях когда есть прощелкивание. Тогда можно использовать Arc-Length Method , но с ним как правило приходится повозиться для настройки параметров. как пример сошлюсь на прощелкивание арки под действием равномерно

распределенного давления - эта задача сама по себе интересна тем , что в зависимости от параметров численного процесса

можно получить прощелкивание с конечным результатом по первой форме а можно и по второй , что я и получал используя

MSC.NASTRAN и MSC.MARC.  MARC в этом случае работал много лучше .

На эту тему у меня была переписка с разработчиками из компании MSC.

Чуть точнее - фактор умноженный на заданную нагрузку = Эйлеровское значение критической нагрузки