101 posts in this topic

Pinned posts

ID: 81   Posted (edited)

Подвезли тут интересную задачу.

 

png&owner_uid=15114330&fsize=109660&hid=

 

Итак, есть трещина на границе двух сред (верхняя, условно, будет иметь величины с индексом 1, нижняя - 2) с разными упругими постоянными. Всё это дело находится в антиплоском напряжённом состоянии. Не пугайтесь, я тоже в первый раз эти слова услышал, когда мне эту задачку принесли. Что это такое:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Антиплоский сдвиг

если кому английские буковки более по душе, то вот:

https://en.wikipedia.org/wiki/Antiplane_shear

 

Трещина третьего типа, нагружена на берегах касательными напряжениями перпендикулярно плоскости задачи. На верхней и нижней границе сред перемещения равны нулю, слева и справа перемещения равны нулю на бесконечности. Суть вопроса, который предполагается решить этой задачей состоит вот в чём: имеется некая аспирантка, которая решала задачу аналитически и нашла эффект, что при h1=h2 коэффициент интенсивности K3 не зависит от соотношения упругих постоянных сред. Оппонент не верит в этот результат и даже выносит это в рецензию, но готов снять замечание если до защиты (Чувствуете? Завязка почти как в сказке - успеть до полуночи.) кто-то на стороне подтвердит это другим методом, например численно.

Я написал эту задачку на APDL (в WB так и не смог придумать, как трещину вставить строго на границе двух сред) следующим образом. Взял обычные трёхмерные солиды и положил им UX=UY по всему полю. UZ=0 наложил в соответствии с задачей - на верхней и нижней границах. Слева граница симметрии, справа достаточное удаление, чтобы UZ занулились сами.

 

Скрытый текст

 

001.jpg.fb2f624b5f1b49d0deeefbda79ff9a8e.jpg002.jpg.ba7db0ce90e8fe3f5440ac48cff6875b.jpg003.jpg.9efc977513f334a0bdf0aecfe7ce09f5.jpg

 

 

Получилось вполне похоже на то что описано в статьях об антиплоском НС. Зависимости от толщины нет, по ней всё равномерно. Из-за того, что это солиды, осталась "псевдотолщина" в два слоя элементов (знаю, что достаточно одного, но душа просила симметрии).

Более того, даже воспроизвёлся описанный эффект. На графике зависимость K3 от соотношения модулей (ось X) при различных соотношениях h1/h2 (разные кривые).

 

Скрытый текст

k3.thumb.png.fa4057e777cdbcafb19176587363f458.png

 

 

Вроде всё классно, но кошки скребут. В чём суть: в трёхмерных задачах я привык видеть такие распределения КИНов по фронту:

 

Скрытый текст

004.thumb.jpg.b1a6addf3d618e25011dfee719f4144d.jpg

 

 

Со стороны контуров с большим номером по мере приближения к вершине трещины величина сходится, кроме самого первого контура, он обычно в отрыве.

Здесь я вижу такую картину:

 

Скрытый текст

005.jpg.28926786088243671107b71899426778.jpg

 

И что-то сходимости не наблюдаю. Я поэкспериментировал с разными размерами сетки. Штрихами показано, как сходится КИН в зависимости от номера контура в трёхмерных задачах. Он отложен по дополнительной оси. Остальные графики  описываемая задача с разным размером элемента. Скорость сходимости более-менее приближенная к трёхмерной задаче получилась только при нарубке модели буквально в фарш (очень маленький размер элемента). Обращаю внимание, что в трёхмерной задаче размер элемента такой же, как самый крупный в антиплоском НС.

 

Скрытый текст

006.thumb.png.29fd3db24698643845a14d792b952f09.png

 

Хочется не просто эффект получить, но и с величинами рассчитанными аналитикой совпасть. А как совпадать в таких условиях? Может, я чего-то не учитываю? Или вообще неправильно этот антиплоский сдвиг воспроизвожу?

Короче, поговорите со мной о трещинах, а? Клуб анонимных КИНоманов объявляется открытым.

 

В приложении два макроса - для антиплоского НС (AntiplaneBimetallKIM.inp) и для 3D задачи (3DBimetallKIN.inp). Пользуйтесь на здоровье.

 

Скрытый текст

Небольшой дисклеймер:

Задача некоммерческая, я за неё ничего не получаю. Просто помогаю хорошим людям. Пожалуйста, не надо обвинений в том, что лезу туда, где не разбираюсь.

 

AntiplaneBimetallKIN.inp

3DBimetallKIN.inp

Edited by Graf Kim
2 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts

ID: 82   Posted (edited)

Цитата

Тут чисто техническая проблема в отсутствии специализированных элементов для расчёта антиплоского сдвига.

Для каждой мелочи придумывать элемент это только у нас любят. В серьезных программах такой ерундой не занимаются :) 

 

Цитата

Как заставить балочку изгибаться так же, как в антиплейне?

Вроде элементарно приложить силы  в разные стороны :) 

 

Цитата

но и с величинами рассчитанными аналитикой совпасть

Сначала для одного материала решите и сравните с аналитикой. Если совпадет значит нормально смоделировали. Потом поменяйте модуль у одной половины. Вроде чего и проще. И покажите силы какие прикладываете, картинки не похожие ... 

Edited by Fedor

Share this post


Link to post
Share on other sites

Надо сделать модельку чтобы меняя параметр  1,2, 3  получать результаты для того или иного случая. Хорошее упражнение для студентов :)  

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Fedor сказал:

Вроде элементарно приложить силы  в разные стороны :) 

Не работает. В антиплоской деформации все нормальные напряжения нулевые. Просто изгибая балочки такого не получится - при изгибе у нас продольные напряжения есть. Надо придумать такой изгиб, чтобы сечения перемещались параллельно сами себе.

 

2 часа назад, Fedor сказал:

Сначала для одного материала решите и сравните с аналитикой. Если совпадет значит нормально смоделировали. Потом поменяйте модуль у одной половины. Вроде чего и проще. И покажите силы какие прикладываете, картинки не похожие ... 

Вообще КИНы уже столько людей считало и сравнивало, что непонятно куда же больше. Надо конкретно с этой аналитикой (для антиплейна) сравнивать. Её уже запросил.

Нагрузка - касательное давление на берегах трещины.

 

46 минут назад, Fedor сказал:

Надо сделать модельку чтобы меняя параметр  1,2, 3  получать результаты для того или иного случая. Хорошее упражнение для студентов :)  

Ну так а макрос в первом сообщении на что? Куда уж параметричнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 85   Posted (edited)

Цитата

Надо придумать такой изгиб, чтобы сечения перемещались параллельно сами себе

Проще переформулировать чем заниматься такой искусственной ерундой. Высасывание проблем вроде как когда-то из придумывания коэффициента Пуассона 0.5 или давления с направлением. 

Цитата

Нагрузка - касательное давление

  :) 

 

Цитата

Ну так а макрос в первом сообщении на что? Куда уж параметричнее.

Проверки не видно на аналитических задачках   

Цитата

непонятно куда же больше

Может чего не доглядел, но вроде речь о том как будет при склеенных разных материалах себя вести трещина ...  Так сначала показать на одном материале что все правильно себя ведет, а потом просто поменять материал ... 

Edited by Fedor

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

Гипотеза антиплоского сдвига используется при определении напряжений, вызванных винтовой дислокацией.

Вот по Вашей ссылке. А по картинкам которые я приводил дислокации это 10**-5 мм, а теория упругости заканчивается на 1 мм . Так что тут очевидный логический раскол или шизофрения , говоря языком постмодернистов :)

Share this post


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

а теория упругости заканчивается на 1 мм

МЕМСщики с вами не согласятся.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 88   Posted (edited)

Так картинки из двух книжек об этом говорят. Одна из них о трещинах вашего соавтора. Так что они не со мной, а с ними не согласятся :)

А я как Ньютон учил - гипотез не выдумываю. Грязный математик и только :) 

Edited by Fedor

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ладно, пусть будет 0.5 мм меньше и тензорезисторов  нет . Все равно до дислокаций много порядков :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 11.10.2019 в 18:48, Graf Kim сказал:

Тут чисто техническая проблема в отсутствии специализированных элементов для расчёта антиплоского сдвига. Но я полагаю, что как ПДС и ПНС можно получить из обычных гексаэдров, правильно наложив граничные условия, так и антиплейн этот тоже можно реализовать.

я по-прежнему не согласен со вторым предложением) в связи с чем в первом предложении склонен считать проблему не чисто технической.

на мой взгляд вы заперли задачу в пределах первого элемента,ближайшего к трещине, положили в него квадратичную функцию формы, и стали смотреть результаты.

для проверки этого утверждения я бы предложил убрать из задачи все элементы, кроме ближайших к трещине.

графики изменятся? если нет, то можно ли говорить, что задача за пределами первых элементов вообще существует и определена?

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 09/10/2019 в 08:44, Graf Kim сказал:

.. Вроде всё классно, но кошки скребут. В чём суть: в трёхмерных задачах я привык видеть такие распределения КИНов по фронту:

 

  Показать содержимое

004.thumb.jpg.b1a6addf3d618e25011dfee719f4144d.jpg

 

 

Со стороны контуров с большим номером по мере приближения к вершине трещины величина сходится, кроме самого первого контура, он обычно в отрыве.

Здесь я вижу такую картину:

 

  Показать содержимое

005.jpg.28926786088243671107b71899426778.jpg

 

И что-то сходимости не наблюдаю...

ну, вы же понимаете, то Ансис на самом то деле вычисляет просто J-integral по разным контурам.. Строго говоря, независимость J интеграла от выбора контура интегрирования гарантируется только для случая когда берега трещины свободны от нагрузки (т.е. traction-free). В данном случае, чем ближн к трещине, тем больше J интеграл похож на интенсивность освобождение энергии G, и тем больше можно верить КИНу, который вы аолучите из него. Поэтому, здесь все законно, что не сходится. Попробуйте ради интереса задавать на берегах не нагрузку, а перемещение конечное какое-то. Думаю, что должны получить знакомую вам картинку...

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 92   Posted (edited)

В 09/10/2019 в 08:44, Graf Kim сказал:

...имеется некая аспирантка, которая решала задачу аналитически и нашла эффект, что при h1=h2 коэффициент интенсивности K3 не зависит от соотношения упругих постоянных сред. Оппонент не верит в этот результат ...

блин.. это действительно весьма сомнительно.. я бы тоже бы был склонен не верить.. Интересно было бы глянуть ее выкладки. Как она учитывала дополнительную сингулярность, связанную с разделов сред..хмм..

 

И я вот стал после вашей задачкисмотреть про path-independece,  такую штуку нашел..https://pdfs.semanticscholar.org/715c/34392527dc51d39f2674765174f989ee30f5.pdf Вдруг вам и вашей коллеге поможет

 

 

Edited by Orchestra2603
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 29.11.2019 в 14:23, Orchestra2603 сказал:

блин.. это действительно весьма сомнительно.. я бы тоже бы был склонен не верить.. Интересно было бы глянуть ее выкладки. Как она учитывала дополнительную сингулярность, связанную с разделов сред..хмм..

 

И я вот стал после вашей задачкисмотреть про path-independece,  такую штуку нашел..https://pdfs.semanticscholar.org/715c/34392527dc51d39f2674765174f989ee30f5.pdf Вдруг вам и вашей коллеге поможет

 

 

Спасибо, дельно.

Девушка передала через ЕМ результат расчёта для одного варианта трещины и он бьётся с моими значениями. Они рады и потеряли интерес к дальнейшим исследованиям. Так что задача некоторым образом засаспендилась. Насильно мил не будешь. Если заказчик не хочет продолжать, чего уж мне дёргаться.

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 час назад, Graf Kim сказал:

Спасибо, дельно.

Девушка передала через ЕМ результат расчёта для одного варианта трещины и он бьётся с моими значениями. Они рады и потеряли интерес к дальнейшим исследованиям. Так что задача некоторым образом засаспендилась. Насильно мил не будешь. Если заказчик не хочет продолжать, чего уж мне дёргаться.

т.е... действительно не пи равных толщинах КИН не зависит от выбора материала? т.е. вот что у меня полностью стальная пластинка, что на половину стальная и на половину из стекла - трещинообразование будет одинаково? как же это так получается? прям не верится...:blink: 

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 часа назад, Orchestra2603 сказал:

т.е... действительно не пи равных толщинах КИН не зависит от выбора материала? т.е. вот что у меня полностью стальная пластинка, что на половину стальная и на половину из стекла - трещинообразование будет одинаково? как же это так получается? прям не верится...:blink: 

Ну а что такого? КИН - это ж характеристика НДС, а не материала. Напряжения в стержне растянутом силой не зависят от того, из чугуния он, или из стекла. Зависимость от материала появляется только для статически неопределимых задач, когда распределение напряжений зависит от собственной жёсткости. Но и в СНС есть конфигурации, в которых зависимость от жёсткости пропадает - сокращается в силу специфической геометрии. Видимо, это одна из таких задач.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как говаривал Владимир Владимирович, Нате!

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 97   Posted (edited)

В 04/12/2019 в 12:45, Graf Kim сказал:

Как говаривал Владимир Владимирович, Нате!

спасибо. бегло проскроллил автореферат: уровень впечатляет :)  как-нибудь потом почитаю повнимательнее

 

В 03/12/2019 в 18:12, Graf Kim сказал:

Ну а что такого? КИН - это ж характеристика НДС, а не материала. Напряжения в стержне растянутом силой не зависят от того, из чугуния он, или из стекла. Зависимость от материала появляется только для статически неопределимых задач, когда распределение напряжений зависит от собственной жёсткости. Но и в СНС есть конфигурации, в которых зависимость от жёсткости пропадает - сокращается в силу специфической геометрии. Видимо, это одна из таких задач

верно, напряжения не зависят... просто КИН - это про НДС именно в окрестности кончика трещины.. интуитивно как-то что ли, я могу представить себе, что какая-то инвариантность может быть в смысле общей сдвиговой жесткости слоя (т.е. какой-то комбинации толщины слоя и модуля сдвига). Ну, грубо говоря, я не удивился бы что КИН не зависит от соотношения модулей, если G1*h1 = G2*h2, или как-то на подобие того. Но то, что простоая геометрическая симметрия уже исключает влияние материала, выглядит очень неожиданным и подозрительным. Будь это моя диссертация, мне бы очень захотелось бы это проверить численно и/или экспериментально

Edited by Orchestra2603

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Orchestra2603 сказал:

экспериментально

как?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 99   Posted (edited)

1 час назад, soklakov сказал:

как?

как измерить КИН? например, измеряя картину перемещений вблизи трещины и сопоставляя ее с решением из линейной механики разрушения. конечно, мы тут допускаем, что модули мы все знаем, и все ведет себя упруго. Тут можно разные методы измерения использовать. DIC вроде неплохо применяется. 

конечно, схему эксперимента и весь сет-ап я сейчас не рожу... это большая творческая работа)) и я не говорил, что это будет просто. но я не вижу фундаментальных каких-то препятствий. вы видите?

 

Edited by Orchestra2603

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 часов назад, Orchestra2603 сказал:

как измерить КИН?

как поставить эксперимент для антиплоского НС.

18 часов назад, Orchestra2603 сказал:

вы видите?

реализовать обсуждаемые в задаче ГУ - не вижу "как" в эксперименте.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 101   Posted (edited)

В 06/12/2019 в 11:08, soklakov сказал:

как поставить эксперимент для антиплоского НС.

реализовать обсуждаемые в задаче ГУ - не вижу "как" в эксперименте.

пытливые умы способны на многое :) беглым поиском, например, нашлось https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/0021998316630395 (та же статья через Sci-Hub, если по первой ссылке недосутпно).. то на сколько точно моделируются ГУ в эксперименте, и насколько это влияет на результам - это предмет еще большей дискуссии. Но суть моего посыла - провести такие испытания принципиально можно, но врядли просто.. 

но хотя бы прикинуть по МКЭ коэффициент перед сингулярным членом по напряжениям - на порядок проще. А то так, мало ли какие могли появиться косяки при выводе всех этих формул. Неужели у науч. рука нет никакого чувства научного скпетицизма?

Edited by Orchestra2603

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 измеряя картину перемещений вблизи трещины

Голографией можно. Лет сорок назад видел как делали ... :)

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
Sign in to follow this  
Followers 0

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • xedex
      Мотор-Шпиндель 20 000 об/мин
    • xedex
      Доброго дня, друзья   Случилось худшее остановился станок DOOSAN VC630/5AX.   Станок работал по УП без присутствия оператора, остановился компрессор, но станок продолжал работать одним и тем же инструментом без сжатого воздуха. Сжатый воздух используется для создания избыточного давления в бачке смазки подшипников шпинделя.  В итоге после 4-х часов такой работы, шпиндель стал с ошибкой: Spindle max torque    Мотор Шпиндель стоимостью просто космических денег   Возможна ли альтернатива?
    • Krusnik
      А вы? В баню Исикаву. Предпочитаю Голдратта.
    • ДОБРЯК
      В тот момент когда тонкостенное закрытое сечение стало сплошным. Все зависит от толщины стенок. Сделайте тест на свободное и стесненное кручение стержня с квадратным сплошным сечением, например. На солидах это работы на 10-15 минут. Если жесткость не изменится при свободном и стесненном кручении стержня с квадратным сплошным сечением, то депланация есть или нет? )
    • student07
      upd. психанул и начал смотреть во флоу не сборку (цистрена + модель жидкости), а деталь (цистерна. ее собирал как сборку и пересохранял в part), в которой допилил тело жидкости. иии без танцев с бубном он нормально перенес нагрузку. вот только результат непонятный, потому что замутил странную геометрию, не думал, что заработает))). попозже отпишусь нормально по результатам. Хотя странно это (: это единая деталь - днище, где есть линия перехода
    • Di-mann
      Условное обозначение оно на то и обозначение, что условное, а не физическая нарезка. Это сколько нужно резьб нахерачить чтоб повлияли на центр тяжести. 
    • vik_q
      Ну, инструмент проверки контакта вы нашли. Это хорошо :). Что там с торцевыми оболочками? Там ещё один контакт не нужен, где сфера в цилиндр переходит?   Либо отключаете детали по очереди, и ищете после какого отключения начнет решаться, либо закрепляете детали одну за одной и ищите какая была не закреплена. Я бы начал горловины.
    • kot_1982
      День добрый, В каком Вы городе? 
      В СПб многие пользуются услугами М-Код. Спросить  Евгения. Не реклама - я думаю для многих это будет актуально, как при ТО( выкатка станка, мойка СОЖ пылесосом и т.д.), так и при первичном ПНР.
    • Бывший технолог
      Турта считает, что подрезка торцев - глобальная проблема человечества. Конечно, причем AICUT 99 процентов от этой суммы возьмёт.
    • KorovnikovAV
      Не, для детали БЧ недостаточно такой записи. Нужно указать материал в виде «Лист ПН-О-2,0 ГОСТ 19903-90 / ОК360В ГОСТ 16953-97» а уже потом размеры.   Диаграмма исикавы рисуется не так  Чего то не хочется. Если вы моделите пакетики то пожалуйста, а я херней на работе не страдаю. Вы обсаженый или упоротый?