IGL

Термопрочностной расчет

212 posts in this topic
Pinned posts

Здравствуйте!

 

Вопрос чисто теоретический.

 

Как закреплять кастрюлю (симметричную оболочку) нагруженную внутренним давлением и температурой, неравномерно распределенной по внутренней внешней поверхности?

 

Заранее спасибо за ответы.

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
1 минуту назад, IGL сказал:

Вопрос чисто теоретический.

Чисто теоретически, что у Вас уже получилось?

2 минуты назад, IGL сказал:

Как закреплять

в соответствии с физикой процесса.

Share this post


Link to post
Share on other sites

в местах закрепления большие напряжения

тело нагревается и расширяется во все стороны и от этого его закрепить корректно невозможно

прям хоть в воздухе оставляй его висеть

Share this post


Link to post
Share on other sites
30 минут назад, IGL сказал:

в местах закрепления большие напряжения

это в модели.

а по факту что?

30 минут назад, IGL сказал:

закрепить корректно невозможно

точно?

30 минут назад, IGL сказал:

прям хоть в воздухе оставляй его висеть

почему бы и да? на слабые пружины и/или симметрию.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Картинку бы еще приложить или трехмерную модель, чтобы не общими фразами кидаться, а конкретно показать где и как закрепить.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, IGL сказал:

Вопрос чисто теоретический.

Чисто теоретически... Если кастрюля без дырок, и крышка сама собой не отваливается, то закреплять вообще не надо.

 

Ну а если не теоретически.. то тогда конечно.. 3D модель, свойства материалов, эпюры давлений.. Это же кастрюля, а не всякая херня.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Без закреплений. Включите inertia relief, или запускайте расчёт в переходном анализе (transient) - "ты лети моя кастрюля"!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Закрепил пластинчатую модель в одном узле по всем степеням свободы (на картинках узел показан черными стрелками). Никаких концентраций напряжений нет. Давление приложено изнутри, одинаковое. Температурное распределение переменное - взято из расчета теплопроводности.

 

Показать содержимое  

1.thumb.png.4b1629c6da19b30e4a2b9e5fa3b13b4c.png

2.thumb.png.79a447d351223225daaa62f236430ea0.png

3.thumb.png.959413bc279dd94e87de8e8023adce1f.png

Hide  

 

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

В старые добрые времена добавлял на главную диагональ глобальной матрицы довесок вместо закрепления в точке. Для положительной определенности.

Может быть, в WB такое есть? Вариант с закреплением сбоку не очень красив при выводе перемещений и анимации.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо Карачун , но хотелось бы увидеть в ВБ.

 

Закрепление в одном узле пробовал, но в симметричной постановке. 

Можно ли с сектором в 60 грн такое сделать?

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, IGL сказал:

Можно ли с сектором в 60 грн такое сделать?

можно. а Ваши картинки будут?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 12   Posted (edited)

Это то же самое что предлагали слабеньких пружинок наставить с заделкой с одного конца и кастрюлей с другой. усилия то должны быть все равно уравновешены, второй закон Ньютона никто не отменял :)

 

 Можно и в несколько градусов чтобы на элементах сэкономить :)

Edited by Fedor

Share this post


Link to post
Share on other sites

Извините меня я пока в дороге. Вечером сделаю тестовый расчет и покажу в чем проблема. 

Просто я считаю что тут есть какая то методическая тонкость общая для всех подобных задач и конкретная конструкция не важна

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 минуты назад, Valery35 сказал:

Вариант с закреплением сбоку не очень красив при выводе перемещений и анимации.

Можно использовать любую точку. Также для вывода перемещений можно создать новую координатную систему.

 

24 минуты назад, IGL сказал:

Можно ли с сектором в 60 грн такое сделать?

Можно обойтись без секторов, если модель и нагрузки осесимметричные. https://www.youtube.com/watch?v=6z_zRycIriE

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
49 минут назад, IGL сказал:

Просто я считаю что тут есть какая то методическая тонкость общая для всех подобных задач и конкретная конструкция не важна

слабые пружины или три плоскости симметрии и у Вас нет проблем. В случае сектора - снова три плоскости симметрии. Ну да про это уже написали.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 16   Posted (edited)

1 час назад, soklakov сказал:

слабые пружины или три плоскости симметрии и у Вас нет проблем. В случае сектора - снова три плоскости симметрии. Ну да про это уже написали.

Закрепление в одной точке приводит к тому, что вся погрешность туда стекается, что может привести к артефактам (а может и не привести, если всё просто). Три плоскости симметрии выглядят идеальными, когда это применимо. Верхняя кромка кастрюли будет при других ГУ работать, нежели свободный край. 

Распределенное закрепление по всем узлам выглядит самым устойчивым.

 

Edited by Valery35

Share this post


Link to post
Share on other sites

ТС писал в первом посте о неравномерно приложенной температуре, в этом случае симметрия будет мешать трехмерной детали скособочиться.

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

20971686_m.png

тепло

20971723_m.png

граничные условия прочности. закрепил по трем осям в точке

20971742_m.png

результат расчета прочности

 

как видите несмотря на огромные размеры 5 атм хватает чтобы конструкция из Structural Steel развалилась))

 

Что я делаю не так?

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minutes ago, IGL said:

Что я делаю не так?

Почти все.

Не смотря на свои 13 лет на форуме - не описываешь нормально задачу и не прикладываешь файл. Не показываешь НДС после тепловой задачи.

Даешь мало информации и требуешь ответа.

 

Не известно, насколько адекватно жесткое ГУ внутри кастрюли в тепловой задаче.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
29 минут назад, IGL сказал:

как видите несмотря на огромные размеры 5 атм хватает чтобы конструкция из Structural Steel развалилась))

 

Что я делаю не так?

Вините давление. У вас от температуры должно конкретно поплохеть уже...

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 21   Posted (edited)

Так как я уже давно на этом форуме я не прикладываю никаких файлов. Я хочу понять как методически правильно решать такие задачи. Как крепить, если температура заставляет все тело расширяться во всех направлениях.

я считаю что тут геометрия не важна. есть осесимметричное тело, которое нагрето неравномерно и нагружено давлением. Нагружение давлением не дает критических напряжений.

Но только нагрев уже приводит к напряжениям выше допустимых.

Можно дальше развить вопрос :

а как расставлять граничные условия нагретых трубопроводов нагруженным внутренним давлением?

Edited by IGL

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 22   Posted (edited)

23 minutes ago, IGL said:

Можно дальше развить вопрос :

а как расставлять граничные условия нагретых трубопроводов нагруженным внутренним давлением?

В зависимости от задачи.

Поднавалим теоретизирования и гадания.

23 minutes ago, IGL said:

Но только нагрев уже приводит к напряжениям выше допустимых.

Вопрос про жесткое ГУ мимо пропустили? Вы в модели прикладываете температуру на узлы. Насколько адекватна такая модель?

Вы представляете физику, каким образом тепло передается на внутреннюю стенку кастрюли? Или там ТЭН стоит и нагревает ее?

23 minutes ago, IGL said:

Как крепить, если температура заставляет все тело расширяться во всех направлениях.

В этом топике уже предложили по крайней мере 7 способов. Нужно их все повторить еще раз?

Edited by piden

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 минуты назад, piden сказал:

по крайней мере 7 способов

Могу преложить восьмой.

Задачи нагрева и действия давления можно разделить,  и тогда проблема граничных условий останется только для задачи с давлением. В задачах с тепловым расширением все проще обычно.. 
В конце эти два решения можно сложить по напряжениям.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да. Предложили несколько способов. Вы предлагаете просто все перепробовать?

Я бы хотел научно обоснованную схему закрепления для кастрюли которая закреплена на трубе или просто трубы.

 

Жесткое ГУ здесь не применимо, и я это показал на своих рисунках, что противоречит с тем что показано на рисунках из Настрана в посте karachun

 

Если вообще не крепить то кастрюля улетает. Про это уже говорили выше.

 

Если крепить за узлы расположенные на оси симметрии, то напряжения все равно выше допустимых даже если не оставлять свободными две из трех осей в цилиндрической системе координат и использовать пружины.

20973288_m.png

20973315_m.png

 

И тогда напрашивается новый вопрос:

Как правильно задать нежесткое ГУ?

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 minutes ago, IGL said:

Вы предлагаете просто все перепробовать?

Вы могли заметить, что я предлагаю подумать. А для этого нужно знать задачу, а не читать в десятый раз об абстрактной 20-метровой кастрюле.

В данном конкретном случае закрепления к неадекватному НДС вообще отношения не имеют. Все из-за градиента температуры.

 

5 minutes ago, IGL said:

Как правильно задать нежесткое ГУ?

Нажать правильную кнопку. Может ли одна и та же кнопка быть правильной в абсолютно всех случаях?

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Есть цилиндр диаметром 1 м и высотой 1 м. Толщина стенки 0.1 м.

Внутренняя стенка цилиндра нагрета на 300С. Внешняя охлаждается тепловым потоком 20 Вт/м2С. 

Внутри цилиндра приложено давление 1 атм. Снаружи давление 0 атм. Цилиндр летит по орбите планеты Земля. Материал струкурал стил из библиотеки Ансис. Всем остальным можно пренебречь. 

Вопрос как правильно расставить ГУ?

 

Какие условия задачи еще нужны?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это все описание постановки. Модели, а не задачи :wallbash:

4 minutes ago, IGL said:

Внутренняя стенка цилиндра нагрета на 300С.

Что ее нагревает? Там жидкость, газ, термостат?

5 minutes ago, IGL said:

Внешняя охлаждается тепловым потоком 20 Вт/м2С. 

Это размерность не теплового потока, а конвекции. И температуру внешней среды не указали.

6 minutes ago, IGL said:

Цилиндр летит по орбите планеты Земля.

Если это так, то нужно еще и излучение учитывать. Но это к вопросу о задаче.

 

7 minutes ago, IGL said:

Вопрос как правильно расставить ГУ?

Вы только что описали все ГУ и теперь спрашиваете как же правильно их расставить? По-прежнему не описывая задачу :biggrin:

Когда вам задание давали, то говорили: "Построй цилиндр, приложи изнутри давление и температуру, снаружи конвекцию и материал стракчерал стил задай"?

Так дело было? Если так, то все норм. Распечатывайте картинки и показывайте заказчику. Все сделано правильно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 минут назад, IGL сказал:

Цилиндр летит по орбите планеты Земля.

Решать в динамике и всё решится правильно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, piden сказал:

Это все описание постановки. Модели, а не задачи :wallbash:

Не понимаю что вы имеете ввиду.

3 минуты назад, piden сказал:

Что ее нагревает? Там жидкость, газ, термостат?

Там уже температура. Но если вам хочется знать первопричины то считайте что там поток нейтронов тормозится))

5 минут назад, piden сказал:

Это размерность не теплового потока, а конвекции. И температуру внешней среды не указали.

Это размерность коэффициента теплоотдачи по которому высчитывается тепловой поток. Температура окружающей среды 22 С.

5 минут назад, piden сказал:

Если это так, то нужно еще и излучение учитывать. Но это к вопросу о задаче.

Излучением пренебрегаем. Пока без него.

 

6 минут назад, piden сказал:

Вы только что описали все ГУ и теперь спрашиваете как же правильно их расставить? По-прежнему не описывая задачу :biggrin:

Я спрашиваю как эту задачу решать в программах МКЭ

2 минуты назад, Борман сказал:

Решать в динамике и всё решится правильно.

вообще мы с вами тоже всегда летим, и дома летят по орбите солнца вместе с планетой, и солнечной системой вокруг центра галактики и так далее. 

Смысл моего вопроса в том что как надо закреплять тела расширяющиеся от нагрева. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 minutes ago, IGL said:

Не понимаю что вы имеете ввиду.

Попробуйте прочесть пост еще раз.

5 minutes ago, IGL said:

Но если вам хочется знать первопричины то считайте что там поток нейтронов тормозится))

Ну хоть до чего-то докопались.

Почему вы решили, что поток нейтронов = заданная температура? Почему, например, не тепловой поток? 

5 minutes ago, IGL said:

Я спрашиваю как эту задачу решать в программах МКЭ

Все ответы, как что задавать и как считать уже озвучены в теме. Но вы не можете их понять. И не можете получить другие развернутые ответы, так как не даете больше информации, а только повторяете одно и то же.

 

Мне нравится, когда атомщики на форумах задают вопросы из серии "сколько будет 2 плюс 3". Я понимаю, что путинский ядерный ракетный двигатель ждет большое будущее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

а что изменится если перво причиной температуры будет луч лазера?

или поток пара?

 

есть классические ГУ на одном конце температура на другом тепловой поток. Есть результат тело нагрелось и расширилось. 

 

Я не хочу переходить к частностям. Хочу понять есть ли общий научно-обоснованный подход к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Закрепи модель как у меня, только твоя кастрюля должна быть закрыта, иначе не получиться уравновешивания давления.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 33   Posted (edited)

26 minutes ago, IGL said:

а что изменится если перво причиной температуры будет луч лазера?

или поток пара?

Вы знаете, что такое граничное условие Дирихле, граничное условие Неймана?

 

Измениться, например, то, что модель будет более адекватна реальности. И модель будет считаться, как вы это называете, "правильно".

В кавычках, потому что она и сейчас правильно считается. Вот только постановка неверна.

 

Вы, конечно же, никогда не думали проверить правильность теплового расчета, посмотрев реакции. В тепловом расчете. И обнаружить, что конвективный поток собирает с вашего железного чана больше энергии, чем выделяет реактор.

 

26 minutes ago, IGL said:

Я не хочу переходить к частностям.

Если вы задали граничные условия наобум, то стоит ли удивляться странному результату. Если условия заданы сознательно, но нужно понимать, насколько условия в модели соответствуют условиям в реальности. И придется переходить к частностям.

 

Например, вы в курсе, что при такой температуре модуль упругости стали уменьшается? Но не у стракчарал стил из библиотеки, конечно же.

26 minutes ago, IGL said:

Хочу понять есть ли общий научно-обоснованный подход к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении.

Чем вас не устраивают общие научно-обоснованные подходы к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении, описанные в трудах форумчан на предыдущей странице?

Edited by piden

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, IGL said:

Есть цилиндр диаметром 1 м и высотой 1 м. Толщина стенки 0.1 м.

Внутренняя стенка цилиндра нагрета на 300С. Внешняя охлаждается тепловым потоком 20 Вт/м2С. 

Внутри цилиндра приложено давление 1 атм. Снаружи давление 0 атм. Цилиндр летит по орбите планеты Земля. Материал струкурал стил из библиотеки Ансис. Всем остальным можно пренебречь. 

Вопрос как правильно расставить ГУ?

 

https://i.imgur.com/Rhi2JlT.png

2 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 час назад, IGL сказал:

Как закреплять кастрюлю

Закрепите за вершину. От всего - зафиксируйте

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 36   Posted (edited)

Добавлю только, что для закрепления модели из объемных элементов за один узел нужно покрыть соседние грани солидов тонкими пластинами. У обьемных КЭ нет вращательных степеней свобод и модель будет вылетать без дополнительных закреплений. Для солид-модели можно вырезать одну восьмую часть и закрепить ее в трех взаимно перпендикулярных плоскостях симметрии.

Вот тут уже это обсуждали для кубика

 

Edited by karachun
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, piden сказал:

Я понимаю, что путинский ядерный ракетный двигатель ждет большое будущее.

Лайк))

2 часа назад, piden сказал:

Хочу понять есть ли общий научно-обоснованный подход к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении.

Закрепления осесимметричных тел скорее определяется здравым смыслом, нежели научно-обоснованным подходом. Или без диссертации не поверите на слово?) Тем более, действительно, метод "проверь-сравни" самый верный путь к истине. А насчет общего подхода, это из разряда "как мне закреплять самолеты?".

 

Хотя я так понял со слов @piden, что дело здесь не только в закреплениях.. А он, вероятно, уже все сравнил и проверил))

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 38   Posted (edited)

@IGL Зато есть общий научно-обоснованный подход почему в сосудах под давлением нельзя оценивать напряжения по Мизесу. Так что все проблемы еще впереди))

Edited by kolo666

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 час назад, IGL сказал:

Если крепить за узлы расположенные на оси симметрии, то напряжения все равно выше допустимых даже если не оставлять свободными две из трех осей в цилиндрической системе координат и использовать пружины.

Ваши большие напряжения обусловлены ГРАДИЕНТОМ температур. Вам про это уже написали пару раз, но Вы, кажется, еще не заметили.

Это значит, что не важно как Вы закрепите модель, хоть в космосе оставите - напряжения будут. И будут такие, каков градиент в решении температурной задачи да плюс свойства материала.

И Вы такую решили тепловую задачу, с таким градиентом, что от одного только него у Вас большие напряжения.

Банку стеклянную кипятком никогда не разбивали?

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 часов назад, kolo666 сказал:

Зато есть общий научно-обоснованный подход почему в сосудах под давлением нельзя оценивать напряжения по Мизесу.

почему?

статью вроде пролистал. но если коротко - почему?

Скрытый текст

Меня вообще смущает, когда с линеаризацией напряжений в концентраторы лезут. Но все так делают, попробуй скажи им чего.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • solexcnc
      подниму тему...наконец-то нашли решение...всем спасибо за советы ниже привожу отработанную программу для резьбофрезы, может кому понадобится (нарезается резьба М8 с шагом 1.25, резьба режется насквозь, на диаметре 12мм)   #101=54 (G54-G59)
      #120=20. (X BEZOPASNOSTI)
      #115=-10.(KOORDINATA OTVERSTIYA PO Z)
      #107=8.1 (D OTV.)
      #108=6.5 (D FREZI)
      #109=0.5 (UGOL APPROKSIMACII KRATNO 360)
      #102=15. (X VERH)
      #103=-15. (X NIZ)
      #104=2.5 (SHAG PO X KRATNO GLUBINE)
      #105=100(F)
      #106=1000 (S) (NE TROGAT')
      #111=[#107-#108]/2 (R OBRABOTKI)
      #112=#104/[360/#109] (SHAG NA APPR. OTREZKE)
      #113=0 (SCHETCHIK UGLA APPR.) G90G80G40G0
      G#101 
      G0X#120M3
      Y0 Z10. S#106
      Z#115
      G90G0 #110=#102
      X[#110+0.2]
      G1 X#110 F50
      G90G1Z[[#111]+[#115]]Y0F#105 N100 G64
      WHILE[#110 GT #103]DO 1
      #113=#113+#109 (SLED.UGOL APPR.)
      #110=#110-#112 (SLED.GLUB. APPR.)
      Z[[#111*COS[#113]]+[#115]] Y[#111*SIN[#113]] X#110
      END 1  N1000 G60
      N1002 G1Z-10.Y0
      G0X#120
      M5
      M9 
      G91G28Y0Z0
      M30
    • ДУЧ
      Я имел ввиду не должность, а уровень ответственности. Да, согласен, кошмар, строго случайные люди - "строители личного бренда"! На маленьком заводе опытные спецы, бесспорно, но за калейдоскопом интересных решений не просматривается систематизация - просто некогда анализировать, обобщать и делать выводы! С другой стороны хороший спец не потянет рутину большого завода, неизменно погрязнет в мелочах. Заказчиками изменения правил, оформления в нашем случае, могут быть только крупные лидеры отрасли. 
    • Евдокименко Юрий
      Да, я Вас понял, это я затупил с комментарием. Оставил как доп. информацию по системе.
    • karachun
      Я имел в виду что расход на выходе задан отдельно для каждого из двенадцати каналов - по 1/12 от суммарного расхода. Но в реальности где-то будет больше, где-то меньше а в сумме естественно совпадет с расходом на входе, если утечек нет.
    • Евдокименко Юрий
      это замкнутая система работает на одном вентиляторе. соответственно баланс приток=вытяжка
    • catbira
      Добрый день. Появилось дробление при на резании внутренней резьбы м120х2 в цикле G76 Стойка fanuc oi-td  G97 S200M3 GO X 117.Z6. G76 P020060 Q100 R 0.015 G76X120.Z-30. P1254 Q100 F2. Подскажите в чем может быть проблема или ошибка в программе?
    • catbira
      Добрый день. Появилось дробление при на резании внутренней резьбы м120х2 в цикле G76 Стойка fanuc oi-td  G97 S200M3 GO X 117.Z6. G76 P020060 Q100 R 0.015 G76X120.Z-30. P1254 Q100 F2. Подскажите в чем может быть проблема или ошибка в программе?
    • chatjokey
      есть. Вообще не показатель. наоборот отупеть можно на некоторых заводах. я иногда общаюсь... ну вообще кошмар. Самые крутые инженеры на небольших заводиках, на которых нет собственной продукции, а постоянная текучка. "каждый день" новая задача. а теперь представьте за ~20 лет сколько материала можно перелопатить и проверить на практике. все верно
    • Евдокименко Юрий
    • Bot
      Revenue, Operating Margin and EPS at or Above the High End of Guidance BOSTON --(BUSINESS WIRE)--Apr. 24, 2019-- PTC (NASDAQ: PTC) today reported financial results for its fiscal second quarter 2019. Financial Summary - ASC 606 (1) Revenue of  $290 million GAAP net loss was $44 million or ($0.37) Просмотр полной статьи