Определение остаточного прогиба балки

[kol 12]

Вопрос по определению остаточных напряжений (деформаций)...

Для NX:"Данная опция доступна в решателе SOL401 и позволяет определить напряжение или деформацию на всех элементах (за исключением плоской деформации), обобщенных элементов плоской деформации, твердых составных и жестких элементов. Напряжение или деформация теперь могут применяться в качестве начальных условий для проведения моделирования остаточных эффектов напряжения"

 

Приложили к закреплённой балке нагрузку вызывающую пластические напряжения 15% (допустим), определили перемещение контрольной точки. Сняли нагрузку и определили значение перемещение после снятия нагрузки, а так же напряжения в зоне с пластическими напряжениями возникающими до этого (деформированных необратимо; должны быть с противоположным знаком после снятия нагрузки). Каким образом это сделать (лучше в NX)?

По моему конечный элемент не знает пластически он деформируется (не обратимо)  или упруго (обратимо) и поэтому балка возвращается в исходное положение при любом уровне напряжений (при наличии н. выше предела текучести) - в зоне испытавшей пластические напряжения нет остаточных деформаций (деформации возвращаются к нулю после снятия нагрузки).

Если не так опишите как?

[piden 2 874]

33 minutes ago, kol said:

По моему конечный элемент не знает пластически он деформируется (не обратимо)  или упруго (обратимо) и поэтому балка возвращается в исходное положение при любом уровне напряжений

По моему некто Коля не знает, как включить пластику и как запустить нелинейный анализ.

36 minutes ago, kol said:

Если не так опишите как?

Своим советом не пробовали воспользоваться?

6 hours ago, kol said:

Посмотрите вебинары на сайте и кгниги которые там выложены на русском. Скорее всего не правильно ограничения назначаете или выбираете решатель (настройки решателя)... описывать очень долго. 

 

[karachun 2 038]

Если выбрать тип материала Nonlinear Elastic, то модель будет нагружаться и разгружаться по кривой без остаточных деформаций.

Показать содержимое  

Hide  

[piden 2 874]

19 minutes ago, karachun said:

тип материала Nonlinear Elastic

Это весьма необычно - определять пластические деформации, используя эластическую модель материала)

[Fedor 1 597]

Ну почему, деформационная теория пластичности так и делает. Она неотличима с точки зрения математики от нелинейной упругости . Теорема Ильюшина о простом нагружении и все такое.   В отличие от инкрементальных теорий или теорий пластического течения которые являются более общими. :)

[kol 12]

1 час назад, karachun сказал:

Если выбрать тип материала Nonlinear Elastic, то модель будет нагружаться и разгружаться по кривой без остаточных деформаций.

Показать содержимое

Hide

Откуда эта инфа? В книге CAE этой инфы нет насколько помню. Описание рашения задачи там есть?

Про Nonlinear Elastic говориться как он работает при разгрузке... но а про Elasto-Plastic не видно... Тобишь переключение модели материала решает проблему на знания конечного элемента самого о себе... ГЫ ГЫ ГЫ :))) Ну вот уже прогрес!PS  Нет возможности сейчас ничего искать - комп дома остался а я уехал дрын дрын

Изменено 10 апреля 2018 пользователем kol

[karachun 2 038]

Скрин взят из "Расчет конструкций в MSC Nastran for Windows" - Шимкович - тут все справедливо и для NX Nastran. А сам MSC.visualNastran - это Femap в девичестве, если я ничего не путаю, по крайней мере менюшки очень похожи. Нелинейные свойства задаются карточкой MATS1. Если в дат-файле тип нелинейности NLELAST, то остаточных деформаций не будет. Если PLASTIC - то будут - этот тип включает в себя и билинейную модель и задание кривой stress-strain.

Все есть в QRG.pdf  

Hide  

Изменено 10 апреля 2018 пользователем karachun

[kol 12]

3 часа назад, karachun сказал:

Скрин взят из "Расчет конструкций в MSC Nastran for Windows" - Шимкович - тут все справедливо и для NX Nastran. А сам MSC.visualNastran - это Femap в девичестве, если я ничего не путаю, по крайней мере менюшки очень похожи. Нелинейные свойства задаются карточкой MATS1. Если в дат-файле тип нелинейности NLELAST, то остаточных деформаций не будет. Если PLASTIC - то будут - этот тип включает в себя и билинейную модель и задание кривой stress-strain.

Все есть в QRG.pdf

 

Hide

"свойства задаются карточкой MATS1" - к сожалению нет возможности разбираться с картами... нужно так что бы NX можно было настроить и в нем решить.

 

Можно так: "

Результаты показывают, что максимальная полная деформация составляет 9%.

Аналогичным образом выведите пластические деформации двойным нажатием левой кла-

вишей мыши на Эквивалентная пластическая деформация – По элементам (Equivalent Plastic

Strain – Elemental). Отобразите результаты для двух сторон оболочек. Максимальное

значение составляет 8.8% – на 0.2% меньше полной деформации в этом же элементе, что соот-

ветствует упругому участку заданной кривой деформирования материала."

Получается что можно при первом шаге решения получить  Equivalent Plastic Strain, а на втором шаге приложить эти деформации к конструкции и получить от них и напряжения и перемещения которые и будут "остаточными". Вопрос в том как это сделать!

[karachun 2 038]

Я не совсем понял предыдущий комментарий. Но в общем случае если зададите через меню билинейное поведение - то результаты должны быть с остаточными напряжениями. Получаются они в случае если сила сперва возрастает а потом убывает и материал пройдет через пластику. С 401 решателем не работал. Разгрузку можно организовать для решателя 601 - там нагрузки задаются по произвольной функции - может как нарастать, так и вернуться в ноль. Вот анимация примера с необратимыми деформациями. https://fex.net/263442237120?fileId=407495687

56 минут назад, kol сказал:

Получается что можно при первом шаге решения получить  Equivalent Plastic Strain, а на втором шаге приложить эти деформации к конструкции и получить от них и напряжения и перемещения которые и будут "остаточными". Вопрос в том как это сделать!

Это похоже на натягивание совы на глобус - остаточные деформации должны получиться сами собой после разгрузки - такое вовсю считают при штамповке - входные данные - геометрия штампа, рабочий ход, выходные - НДС модели после снятия нагрузки - деталь получается такой, какой получается - может повести и т.п.

[kol 12]

23 часа назад, karachun сказал:

 

Это похоже на натягивание совы на глобус - остаточные деформации должны получиться сами собой после разгрузки - такое вовсю считают при штамповке - входные данные - геометрия штампа, рабочий ход, выходные - НДС модели после снятия нагрузки - деталь получается такой, какой получается - может повести и т.п.

C переменной нагрузкой не пробовал... надо попробовать! видео не смог посмотреть - траблы с компом :)

Реально видно что напряжения после разгрузки в зоне пластических деформаций меняют знак? 

По поводу прошлого поста - хочу придумать если получится при расчете ресурса учитывать изменение знака напряжения (симметричных циклов) в зоне пластических напряжений при разгрузке, в отличии от всей остальной конструкции - отнулевой (пульсационный).

[karachun 2 038]

Про знак я так стазу не скажу, но сами остаточные напряжения должны быть и модель после разгрузки остается сдеформированой, проще будет на пальцах показать - скину простенький пример с результатами в 601 солвере.

[karachun 2 038]

Вот о чем я говорил: https://fex.net/608772217644?fileId=409357155

Нагрузка "треугольником"

Показать содержимое  

Hide  

На шагах 0,8-1 нагрузка равна нулю, результаты одинаковы, это и есть остаточные деформации, согласно принятой нелинейной модели.

[karachun 2 038]

Дополню, что результаты получены в 601 решателе, в 106 такое не получится - там нагрузка линейно увеличивается от нуля к единице, в самих нагрузках задается только номинальное значение, функции игнорируются.

Бегло просмотрел мануал по SOL 401 - этот решатель тоже может временно зависимые функции. Взято вот отсюда стр. 17 и ниже: multi_step_nonlinear.pdf

В общем в решателе 401 такой же подход - правильная нелинейность - НЕ Nonlinear Elastic и нагрузка, возвращающаяся в ноль (по крайней мере для силовых нагрузок, для нагрузки вынужденным перемещением придется как-то отключать нагрузку на определенных шагах или использовать рестарт, функцией не удастся заставить перемещение "отпустить" узел)

Раз используется таблица, то зависимость от времени может быть произвольной 

Hide

[karachun 2 038]

С нелинейностью материал будет еще и упрочняться - рекомендуется опция Hardening ->Isotropic+Kinematic.

Рычков С. П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran стр. 240 

Hide  

[soklakov 1 475]

В 10.04.2018 в 17:11, karachun сказал:

в общем случае если зададите через меню билинейное поведение - то результаты должны быть с остаточными напряжениями.

Представим себе цилиндр, который растягиваем. Приложили силу за пределы текучести. Потом сняли нагрузку. Напряжения остались? Нет. Зато остались остаточные деформации.

Но сменим нагружение на жесткое. Приложим перемещение. Снимем нагрузку  - вернем деформацию в ноль. Деформации нет. Зато есть остаточные напряжения.

 

В случае штамповки НДС неоднородное, одни части влияют на другие. Одни пытаются восстановиться после снятия нагрузки, но соседи им не дают - это вызывает остаточные напряжения.

Легкий способ посчитать остаточные напряжение - отжиг . Чем моделировать пластику - отожги!

[karachun 2 038]

Да правильнее говорить о остаточных "явлениях". В том комментарии я имел в виду нелинейный механизм Nastran. Можно задать модель Nonlinear Elastic - NLELAST. Зависимость напряжения-деформации - только кривая, разгрузка происходит по кривой, по идее после снятия нагрузки модель полностью восстановит свою форму.

P.S. а разве в реальном образце при одноосном растяжении на возникнет объемное НДС и какие-то остаточные напряжения останутся?

[soklakov 1 475]

49 минут назад, karachun сказал:

а разве в реальном образце при одноосном растяжении на возникнет объемное НДС и какие-то остаточные напряжения останутся?

слово "образец" подразумевает, что деталь выполнена так, что в какой-то ее части наблюдаются аккуратненькие ровненькие однородные напряженьица. а краевыми эффектами можно и пренебречь.

а еще я не уверен, что Вы хотели сказать именно слово "объемное". возможно, речь шла о неоднородности.

 

[karachun 2 038]

Я понял, если растягивать бесконечно длинный цилиндр, то все будет однородным и после разгрузки напряжения будут равны нулю.

Но в реальной детали - например при одноосном растяжении такого образца

остаточные напряжения тоже будут присутствовать.

 

[soklakov 1 475]

15 минут назад, karachun сказал:

в реальной детали

в реальной или в модели. какая разница? если разница есть - это модель плохая, а не реальность.

[karachun 2 038]

опять я не совсем точно выразился)

я имел в виду шейку - где материал потек, но в общем посыл я понял