Sign in to follow this  
Followers 0
red_lion

Изгиб балки. Форма сечения при депланации

41 posts in this topic

Pinned posts

ID: 1   Posted (edited)

Здравствуйте.
Имеется балка, шарнирно закреплённая по концам и нагруженная весовой нагрузкой

Как средствами Patran/Nastran получить вид депланации(увидеть поведение изгиба/перегиба) поперечного сечения?

Может можно привязать линию к двум крайним узлам в сечении, а потом построить график расстояний всех узлов от этой линии после деформации? 
 

Edited by red_lion

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts

Моделирование балки элементами CBEAM/CBAR не позволяет увидеть депланацию. Надо переходить к 3-хмерной модели. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

@dbarlam Почему не получается, если при решении плоской задачи теории упругости этот результат получить можно?
Более того, я его и из f06 получал преобразованиями в екселе, но это не тот метод, который бы хотел видеть преподаватель

Share this post


Link to post
Share on other sites

@red_lion - Как  вы моделировали балку ?

Отложите в сторону теорирю упругости . Там все ясно. А лучше всего уточните вопрос. 

Если я правильно понял - Вы хотите построить модель балки показываюшей депланацию . 

Для этого нужно трехмерная модель. В теории упругости задача депланации решается не в рамках балочной теории. 

Для балки - сечение не деформируется (в элементарной теории балки) 

Кстати - выложите модель. Достаточно файла BDF. 

Тогда ясно будет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 5   Posted (edited)

20 минут назад, dbarlam сказал:

Отложите в сторону теорирю упругости . Там все ясно. А лучше всего уточните вопрос.

Вообще задача состоит в том, чтобы проиллюстрировать решение теории упругости.
Из полученного решения для балки, функции u1 и u2 позволяют посмотреть как будет выглядеть сечение в деформированном состоянии. Проблема заключается в том, что для коротких балок мы имеем вид, описанный в книгах т.е. что-то S-образное, а для при увеличении длины форма изгиба меняется, пропадает перегиб. Преподаватель человек старый, сам говорит, что этого никогда не делал, но решению не верит. Самым простым вариантом показалось дать решение настрана

 

20 минут назад, dbarlam сказал:

В теории упругости задача депланации решается не в рамках балочной теории.

Что мешает при решении задачи ПНС для балки зная u1 и u2 посмотреть на депланацию? Эти функции дают эту информацию

 

Цитата

 

Для балки - сечение не деформируется (в элементарной теории балки)

 

Это уже сопромат тогда

 

 

Цитата

Как  вы моделировали балку ?

[Properties] [Solid] [Action: Create] [Object: 3D] [Type: Solid]  сетка 160x12x1

Балка при l=10h  
5defd0f681784_8C824BDE-A8C5-49D2-9750-1497CD3042F8.png.thumb.jpg.f36b1934275f3869ea421e99dd9b8574.jpg
Hide  

 

При l=134h  
5defd146af677_70A5C893-82C1-46A0-B1A3-DA0FD852F59B.png.thumb.jpg.3649053d15ca27ae089561941fc12c56.jpg
Hide  
Edited by red_lion

Share this post


Link to post
Share on other sites

выложите BDF. 

Посмотрю что конкретно Вы сделали , что видно и что не видно

Share this post


Link to post
Share on other sites

Но не знаю что вы там хотите увидеть. графики я получил в маткаде эти

balka.bdf

Share this post


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

Почему не получается, если при решении плоской задачи теории упругости этот результат получить можно?

балочная теория реализована в мкэ балочными элементами. теория упругости - трёхмерными элементы в общем случае. вы хотите решить задачу теории упругости. Так и извольте использовать соответствующие элементы!)
вот как реализованы балочные элементы в solidworks например: 
ajq1450460510468.image

6 степеней свободы в узле - 3 перемещ, 3 поворота. Напряжения считаются по сопроматной формуле g=Mz/J. Сдвиговые усилия в расчете учитываются, но влияют только на перемещения

2 часа назад, red_lion сказал:
Цитата

Для балки - сечение не деформируется (в элементарной теории балки)

Это уже сопромат тогда

в сопромате вообще то тоже рассматриваются искривлённые сечения. вот даже в простой книжке Беляева по сопромату есть расчет перемещений с учётом сдвиговых сил - совпадает с МКЭ почти идеально

5defee1e0f417_.png.fd6cd0a8047a9142443e076a98a0a2ee.png

2 часа назад, red_lion сказал:

ПНС для балки

почему вы говорите про плоское состояние не пойму..?!  балка - это сведение трёхмерной задачи механики сплошной среды к одномерной даже если изгиб не плоский как я понимаю. Причём аналитическое решение балок и оболочек являются приближёнными решениями теории упругости.. но это уже отдельная тема для разговора :smile:

1 час назад, red_lion сказал:

Проблема заключается в том, что для коротких балок мы имеем вид, описанный в книгах т.е. что-то S-образное, а для при увеличении длины форма изгиба меняется, пропадает перегиб

:biggrin: Ну по идее так и должно быть, всё правильно. для длинных балок сечения не перекашиваются.

1 час назад, red_lion сказал:

Но не знаю что вы там хотите увидеть

я вот тоже не знаю. вот что вижу я например, найз депланация:biggrin::biggrin:

5deff08760dc1_)).png.415ae21994515e6dd9a1402150273851.png

помнится один чел хотел "увидеть" в расчёте SW потерю устойчивости.. другой хочет увидеть депланацию.. вы не тем делом занимаетесь, ребятки - вам б Голливуд на генераторе фракталов спец-эффекты лепить)))

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 минут назад, Jesse сказал:

балка - это сведение трёхмерной задачи механики сплошной среды к одномерной даже если изгиб не плоский как я понимаю

Да ладно? даже если рассмотреть тот же тензор напряжений что вы нулём сделаете? у нас есть и сигма11 и сигма22, а так же и 12 по формуле Журавского у нас тоже есть. Так же и с деформациями. В любой книжке по теории упругости пример ПНС - это изгиб балки. 

Одномерной эта задача будет только при растяжении.

 

Цитата

я вот тоже не знаю. вот что вижу я например, найз депланация:biggrin:

А что мешало сетку сделать HEX8? Депланацию нельзя увидеть внешне на картинке - это величина на несколько порядков меньшая по сравнению с сопроматским "поворотом" сечения

 

11 минуту назад, Jesse сказал:

в сопромате вообще то тоже рассматриваются искривлённые сечения

Если в одной книжке привели один расчёт не значит, что рассматривают 

 

12 минуты назад, Jesse сказал:

балочная теория реализована в мкэ балочными элементами. теория упругости - трёхмерными элементы в общем случае. вы хотите решить задачу теории упругости. Так и извольте использовать соответствующие элементы!)

Плоская задача теории упругости. почему бы не использовать соответствующее численное решение?

 

Всем спасибо за ответы. раз никто не знает можно не продолжать

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 минут назад, red_lion сказал:

А что мешало сетку сделать HEX8?

солидворкс)) там их нет гексов, только тетры.

21 минуту назад, red_lion сказал:

В любой книжке по теории упругости пример ПНС - это изгиб балки. 

да, верно. в общем случае там плоское ндс будет. но прочность длинных балок считают через одноосное ндс.. ну эт не важно..))
в другое в голове крутилось "одномерное"..)) 
вот вы пишите про тензор.. тема была как-то про экв напр в "сопроматной" интерпретации.. после неё мысль навеяла что многие приложения сопромата - балки, оболочки - теории сугубо геометрические (но отнюдь не всегда простые, особенно в случае оболочек). То есть задачу теории упругости, где рассматриваются тензоры напряжений, деформаций, сводят к геометрической.. а там находят прогибы и напряжения через другие принципы и подходы.. просто обращал внимание как редко всплывает понятие "тензор" в сопромате..

 

33 минуты назад, red_lion сказал:

Депланацию нельзя увидеть внешне на картинке - это величина на несколько порядков меньшая по сравнению с сопроматским "поворотом" сечения

всё зависит от соотношения длины к ширине сечения..)) у очень короткой балки будет приличная депланация

 

34 минуты назад, red_lion сказал:

Если в одной книжке привели один расчёт не значит, что рассматривают

математик бы сказал так: если хотя бы в одной привели расчёт, значит рассматривают! :smile:

37 минут назад, red_lion сказал:

Плоская задача теории упругости. почему бы не использовать соответствующее численное решение?

ладно, дело ко сну идёт.. последнюю мысль перед сном подкину вам на размышление: октуда уверенность, что какой-либо КЭ-пакет расчитан на "отображение" депланации?) быть может её просто не будет видно даже на очень мелкой сетке.. мкэ то приближённый численный метод и вы хотите "увидеть" депланацию, являющуюся следствием другого приближённого метода решения задач механики сплош среды - сопромата..)

Share this post


Link to post
Share on other sites

@red_lion

вы всех запутали тем, что не сказали с самого начала, что считаете солидами, и никто не смог понять, как ЭТО делается на балках.

 

 

Но ваша задача интересная. Можно попробовать так изобразить.. Раз ваша задача линейная, то вы знаете как будет деформироваться осевая линия. Можно сделать модель так, что бы целевое сечение оставалось неподвижно, а "шарнирно-опетные" концы стали подвижными. Ну т.е. короче говоря заранее исключить поворот сечения, который мешает отображению деформаций депланации. Гемор, конечно. Но, какова задача, таково и решение :)

 

Или можно воткнуть в сечение фейковую мягкую оболочку, которая будет двигаться депланацией. А потом нарисовать на одном рисунке деформированную и недеформированную оболочку. Форма будет видна в сравнении.

.. А не.. они будут в разных местах расположены :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 12   Posted (edited)

20 минут назад, Борман сказал:

Ну т.е. короче говоря заранее исключить поворот сечения, который мешает отображению деформаций депланации.

Аналитически я это и сделал, рассмотрев компоненты перемещений в системе координат связанной деформированным с сечением. Но вот как настран попросить об этом? :black_eye:

Этим же методом я получил эти цифры из настрана напрямую из файла f06, но что-то это корявый метод

31 минуту назад, Jesse сказал:

у очень короткой балки будет

всё плохо с Сен-Венаном

Edited by red_lion

Share this post


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

Так и извольте использовать соответствующие элементы!)

Настран и другие пакеты могут считать депланацию/стесненное кручение балочными элементами.

32 минуты назад, red_lion сказал:

Но вот как настран попросить об этом?

Может вручную создать еще один набор результатов  - узловых перемещений для случая без депланации (в матлабе или екселе по координатам узлов) а потом вычесть из результатов с депланацией результаты без.

2 people like this

Share this post


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

балочная теория реализована в мкэ балочными элементами

Балочные элементы разные. Разные теории построения балочных элементов.

У стержня Власова семь степеней свободы в узле. Теория для тонкостенных стержней открытого профиля. Седьмая степень свободы - депланация. 

И про бимомент забывать не надо. )

1 person likes this

Share this post


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

Может вручную создать еще один набор результатов  - узловых перемещений для случая без депланации (в матлабе или екселе по координатам узлов) а потом вычесть из результатов с депланацией результаты без.

По упрощённой теории изгиба что ли? так там эти сечения не только тогда без депланации окажутся, но и ещё и в пространстве другое положение будут иметь наверно

Share this post


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

упрощённой теории изгиба

Вы сами то какой тензор деформаций берёте? Малый? Врубайте большой.

А чтобы "увидеть депланацию" Сен-Венана надо или отмасштабировать перемещения узлов твердотельников в постпроцессоре, или влепить модальник и посмотреть формы колебаний.

Задача ведь решена, см. выше свою мессагу. Надо лишь показать картинку.

ЗЫ: элементов должно быть много по всем трём направлениям балки. Возьмите с десяток по ширине и толщине. Желательно что бы все эоементы получились идеальными кубиками.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 часов назад, Борман сказал:

Или можно воткнуть в сечение фейковую мягкую оболочку, которая будет двигаться депланацией.

Сначала так. Потом проапдейтить геометрию этой оболочки и следующим расчетом вернуть узлы в плоскость.

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 часов назад, red_lion сказал:

Одномерной эта задача будет только при растяжении.

)

И при кручении и при изгибе эта задача будет одномерной.

Уравнения записаны для линии проходящей через центры тяжести сечений. Поэтому задача одномерная при любой нагрузке. Даже когда задается бимомент.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кручение  прямого бруса. перемежения по оси Х. Вы это искали ? Как видите есть депланация сечения

Я прикрепил исходник тоже. 

depl_2.jpg

depl_1.jpg

depl.7z

Share this post


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

Кручение 

С кручением все понятно. При изгибе депланацию мешает увидеть общий поворот сечения. Об этом речь.

Share this post


Link to post
Share on other sites

При использовании балочных элементов нодо в настране задать дополннительные параметры (см прлепленный файл) 

warping.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

На картинках - только осевая составляющая перемещений. Без кручения.

Тоже хорошо видна депланация сечения.

depl_4.jpg

depl_3.jpg

2 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites
51 минуту назад, dbarlam сказал:

Кручение  прямого бруса. перемежения по оси Х. Вы это искали ? Как видите есть депланация сечения

Термин депланация не совсем подходит для квадратного сплошного сечения. Депланация это термин для тонкостенных стержней открытого или закрытого профиля. Например при кручении стержня открытого профиля стержень не только закручивается но и изгибается. При изгибе не только изгибается, но и закручивается. 

Депланация - это одно число для каждого сечения.

При расчете стержней открытого профиля жесткость очень сильно зависит от степени стеснения, поэтому и ввели понятие депланация и бимомент.

А при кручении  и изгибе стержня сплошного сечения происходит небольшое искривление плоскости сечения. Но жесткость стержня не зависит от степени стеснения

Share this post


Link to post
Share on other sites

@ДОБРЯК - специально для Вас. Выдержка из книги А. И. Лурье Теория Упругости -

депланация возникает при кручении без всякого изгиба. 

депланация.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 часов назад, karachun сказал:

Настран и другие пакеты могут считать депланацию/стесненное кручение балочными элементами.

так в том то и дело! одно дело считать, другое - "видеть" депланацию))

1 час назад, dbarlam сказал:

Как видите есть депланация сечения

не вижу. а на ЧБ картинках ниже вижу))

8 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Седьмая степень свободы - депланация. 

а с этой седьмой степенью свободы  мы точно "увидим" депланацию?)

8 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Теория для тонкостенных стержней открытого профиля

всегда думал что тонкостенные не шибко длинные фиговины лучше считать оболочками...

Share this post


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

@ДОБРЯК - специально для Вас.

Дайте ссылку где для стержней сплошного сечения, например квадратного сечения, как в данной теме учитывается депланация при кручении стержня. Покажите теорию для сплошного сечения. Для открытого профиля - это теория В.З. Власова. 

Для тонкостенных стержней закрытого профиля это уже другая теория. )

Share this post


Link to post
Share on other sites

Та же книга Лурье , начиная со стр. 399 и далее. Увидите эллиптическое сечение , треугольное и т.д.

Не обязательно тонкостенный профиль. Для него это сильнее выражено. 

Share this post


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

всегда думал что тонкостенные не шибко длинные фиговины лучше считать оболочками...

Тонкостенные стержни лучше считать оболочками, а сплошные сечения лучше считать солидами. )

3 минуты назад, dbarlam сказал:

Не обязательно тонкостенный профиль. Для него это сильнее выражено.

Я повторю еще раз. Если учитывать депланацию при кручении стержней открытого профиля, то жесткость при кручении меняется в 8-10 раз.  Для закрытого профиля 3-4 раза. Поэтому эти стержни используют в расчетной практике. Это разные теории.

Во сколько раз изменится жесткость стержня квадратного сплошного сечения если учитывать депланацию? Проверьте на солидах. )

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

@red_lion Ну вообще раз у Вас уже есть результаты в матлабе именно в виде депланации то проще всего задать эти перемещения в качестве нагрузки и просчитать модель чтобы получить контур.

Солиды создавали не специально для того чтобы исследовать депланацию сечения балок так что вряд-ли в Настране будет для этого специальный функцонал.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я оставлю проверки для начинающих. 

На Патране - припросмотре результатов заходи те в Deformation--> выбираете осевую компоненту перемещений только. 

Это то , что я и сделал на преведеннх выше картинках. 

@ДОБРЯК  - специально для вас. Здесь еще две ссылки из сопроматных учебников. 

депл.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
24 минуты назад, dbarlam сказал:

@ДОБРЯК  - специально для вас. Здесь еще две ссылки из сопроматных учебников. 

депл.pdf

То что сечение перестает быть плоским с этим никто не спорит. Сечение не плоское.

Депланация это одно число в рамках теории стержней. 

Где эта теория для квадратного сплошного сечения. Какие секториальные характеристики нужно считать... ? )

50 минут назад, Jesse сказал:

а с этой седьмой степенью свободы  мы точно "увидим" депланацию?)

Хороший вопрос. А угол поворота при кручении стержня вы видите? )

Share this post


Link to post
Share on other sites

@ДОБРЯК  -  см. выше. Книга Лурье со стр. 399

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 минуту назад, dbarlam сказал:

@ДОБРЯК  -  см. выше. Книга Лурье со стр. 399

Вы дайте ссылку на книгу. Откуда ее можно скачать.

Или объясните на пальцах какие дополнительные характеристики сечения нужно задавать.

Но самый главный вопрос зачем всё это для сплошного сечения? На сколько меняется жесткость при кручении например или при изгибе. Покажите на тестах, на солидах.

Это легко моделируется. При свободном кручении и при стесненном кручении разницы в угле поворота не будет.

Если задать депланацию = 0 или не ограничивать, то разницы не будет. )

Share this post


Link to post
Share on other sites

Лурье А.И, Теория упругости , 1970г.

Частично Это тот курс лекций который он нам читал 

Показывать - оставлю Вам. Посимотрите как я это сделал и поиграйте с моделями. 

Зачем для сплошного - просто из результатов для прямоугольного сечения легко получается жесткость 

тонкой полоски а из нее - тонкостенный профиль набранный из нескольких полосок. 

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 минут назад, dbarlam сказал:

Показывать - оставлю Вам.

Так я то знаю, что учет депланации для сплошных сечений это ловля блох.

11 минуту назад, dbarlam сказал:

тонкой полоски а из нее - тонкостенный профиль набранный из нескольких полосок. 

Всё дело в том, что профиль не тонкостенный а сплошное квадратное сечение.

Если верить вашим рисункам. )

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не очень понятно, если вы пишете ЭТО

6 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Для закрытого профиля 3-4 раза.

то почему же вы говорите так о сплошных сечениях ?

42 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

для сплошных сечений это ловля блох.

В какой момент "3-4 раза" превратились в блох-то ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 часов назад, Борман сказал:

В какой момент "3-4 раза" превратились в блох-то ?

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? )

Share this post


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

В тот момент когда тонкостенное закрытое сечение стало сплошным.

Я так и думал.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 40   Posted (edited)

Сделал стержень сплошного сечения. Крутящий момент.

Для свободного кручения

Энергия деформации = 4.943305e-001 (КГ*СМ)  

Для стесненного кручения

 Энергия деформации = 4.929766e-001 (КГ*СМ)  
Стержень стал жестче.  Значит депланацию надо учитывать )))

 

1.png

Edited by ДОБРЯК

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

    • KorovnikovAV
      Хорошая конструктивная тема. И CBDO доморощенные интересные.
    • Ветерок
      И что с того? Это как-то объясняет такую "логику"? Да, после повторной привязки проблема ушла. Но привязать удалось только с бубном.   Опять же постоянно требуется создавать дополнительные сущности - линии, узлы. Почему нельзя сразу привязываться к существующей геометрии? Ведь при построении вспомогательной геометрии используются те же самые привязки кгеометрии.
    • KorovnikovAV
      Дык именно прототипирование это полный цикл, а не просто корпуса для приборов.  Контакты и фактура легко гуглятся даже по моим вводным.  
    • frei
      Как в первый раз прям. Очевидно требование заказчика.  Hide  
    • Михаил Л
    • GS
      https://grabcad.com/library?page=1&time=all_time&sort=recent&query=High pressure pump   (4 странички)  https://grabcad.com/library?utf8=✓&query=KARCHER ---- https://vmasshtabe.ru/mashinostroenie-i-mehanika/gidroprivody/plunzhernyiy-nasos-vyisokogo-davleniya-rk-15-20h.html  (габаритный в 3д Компаса) https://vmasshtabe.ru/?s=Насос+высокого+давления ---- на сайте изготовителя - https://www.annovireverberi.it/industria/cerca  каталог производителя,  модели, характеристики, pdf -ки (без 3д) https://www.annovireverberi.it/en/downloads   бумажные буклеты каталоги
    • Shura762
      Скорее всего пример сделан в ранней версии, такое в ТФ сплошь и рядом. Смотри на Файл - Свойства - Информация.   Потому, что гладиолус не привязана к узлу, а привязана к полю форматки, просто зацепите точку обозначения и "тыкните" на узел.   Апсалютно фсе так говорят, кто пытается работать в ТФ как в ранее освоенных КАДах.
    • Di-mann
      Рожу то отожрал, аж глазки заплыли. 
    • Di-mann
      Я несколько о проектах иного плана и на иную сумму. (механизация, электрика, АСУ, СКАДА) пускай в кооперации, но не встречал там контор из технопарков. 
    • Himik
      Требуется оператор фрезерного 3х осевого станка в г.Обнинск. Стойки fanuc и heidenhain.  Зарплата 55 000 чистыми + переработки по двойном тарифу.  График 5/2 с 8 до 17. Опыт работы на чпу оборудовании обязателен Обязанности: установка инструмента и деталей, ведение обработки по картам наладки с готовым комплектом УП  требуются базовые знания G кода, написание примитивных УП в режиме MDA   Резюме или вопросы прошу присылать на почту himik-himi@mail.ru