Как определить несущую способность (предельную нагрузку) для конструкции из нелинейного материала?

[builder_engineer 0]

Доброго времени суток. Интересует вопрос определения несущей способности конструкций из нелинейного материала средствами Ansys (желательно Workbench). Допустим на примере шарнирно опертой однопролетной (L=2м) балки прямоугольного поперечного сечения (0.3х0.03)  загруженной сосредоточенной силой в середине пролета. Диаграмма деформирования материала биленейная. Напряжения соответствующие началу пластических деформаций 200МПа, модуль упругости 2е5МПа, коэффициент Пуассона 0,3 (сталь). Размеры балки и характеристики материала указаны для примера. Интересует методика определения предельной нагрузки, при которой образуется пластический шарнир и конструкция превращается в механизм. Как решить такую задачу в случае если расчетная схема задана стержневыми, плоскими или объемными КЭ?

[soklakov 1 475]

17 минут назад, builder_engineer сказал:

Как решить такую задачу в случае если расчетная схема задана стержневыми, плоскими или объемными КЭ?

Задаете все то, о чем написано выше и решаете. А что у Вас не получилось?

[Борман 2 375]

24 минуты назад, builder_engineer сказал:

бразуется пластический шарнир и конструкция превращается в механизм

Такое возможно только для материала без упрочнения.

 

24 минуты назад, builder_engineer сказал:

Как решить такую задачу в случае если расчетная схема задана стержневыми, плоскими или объемными КЭ?

На бумажке получил:
P=b*h^2 * Sy/L

6 минут назад, soklakov сказал:

Задаете все то, о чем написано выше и решаете

Одновременно чтоль ?

Изменено 8 июня 2018 пользователем Борман

[soklakov 1 475]

5 минут назад, Борман сказал:

Одновременно чтоль ?

Не, по порядку. Сверху вниз.

 

[builder_engineer 0]

Спасибо за ответы

Ручной счет дал значение предельной нагрузки в момент образования пластического шарнира 270кН. Величина нагрузки соответствующая уровню напряжений в крайних волокнах 200МПа - 180кН.

Задал в Workbench балку стержневым элементом. Касательный модуль деформаций для нелинейного участка принял равным 1000МПа (при меньших значениях расчет завершался неудачей, что в принципе понятно так как Ansys вероятно не "дружит" с идеальной пластичностью). Получил вот такую картину деформирования:

 

Но поставленная задача так и не решена . Величину нагрузки задал 300кН, что превышает расчетную предельную. И естественно расчет прошел вплоть до 300кН. Все же, как средствами Ansys определить предельную нагрузку?  Возможно ли чтобы расчет остановился в случае если сходимость не достигнута и выдать величину нагрузки в этот момент?

[soklakov 1 475]

6 часов назад, builder_engineer сказал:

Возможно ли чтобы расчет остановился в случае если сходимость не достигнута и выдать величину нагрузки в этот момент?

Да. Просто смотрите до какого момента досчиталось. Нагрузка прикладывается пропорционально времени.

6 часов назад, builder_engineer сказал:

Все же, как средствами Ansys определить предельную нагрузку?

а что по напряжениям? желательно в сечении.

6 часов назад, builder_engineer сказал:

Задал в Workbench балку стержневым элементом.

на всякий случай, начните с солидов. вот в солидах как раз и следите за напряжениями по сечению балки. глядишь, наведет на мысли о предельной нагрузке. можно еще сделать path по толщине балки и строить график напряжений для него. но это тоже самое, а кнопок больше.