Jump to content
k0roner

Напряжения в упруго-пластической задаче

Recommended Posts

k0roner

Здравствуйте. Проблема следующего характера. Веду расчет лопатки рабочего колеса турбины. Требуется оценить напряжения в замке лопатки с учетом контактного взаимодействия и пластического поведения материала. Задаю свойства материала через билинейную кривую с упрочнением (Bilinear Kinematic Hardening). Предел текучести материала при действующей температуре - порядка 850 МПа.

Из полученного НДС смотрю суммарные деформации (Equivalent total strain) и Von-Mises Stress в месте действия пиковых напряжений от геометрического концентратора. В итоге - полученная точка лежит выше заданной билинейной кривой (напряжения при полученных деформациях должны быть порядка 900 МПа, получаются - 1100 МПа). Пластические деформации в месте пиковых напряжений чрезвычайно малы.

С чем подобное поведение модели может быть связано? Есть мысли?

Распределение эквивалентных напряжений в замке

Заданные билинейные кривые

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
Jesse
16 часов назад, k0roner сказал:

Из полученного НДС смотрю суммарные деформации (Equivalent total strain) и Von-Mises Stress в месте действия пиковых напряжений от геометрического концентратора. В итоге - полученная точка лежит выше заданной билинейной кривой (напряжения при полученных деформациях должны быть порядка 900 МПа, получаются - 1100 МПа). Пластические деформации в месте пиковых напряжений чрезвычайно малы.

ну. так билинейная кривая задаётся в координатах S - e , где S - нормальное напряжение в определённом направлении; е - деформации в том же направлении. А вы смотрите эквивалентные напряжения. Это первый момент.
А второй момент это то, что вы задали кинематическое упрочнение, то есть учитываете, что вследствие эффекта Баушингера в определённых направлениях может быть разгрузка (а она у вас там скорее всего будет, ибо контакт - силовые и кинематические ГУ будут меняться, появляться новые и т.д.).

Короче, выведите хронологию изменений соотв-х компонент нормальных напряжений, и всё понятно станет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
k0roner
Posted (edited)
1 час назад, Jesse сказал:

ну. так билинейная кривая задаётся в координатах S - e , где S - нормальное напряжение в определённом направлении; е - деформации в том же направлении. А вы смотрите эквивалентные напряжения. Это первый момент.
А второй момент это то, что вы задали кинематическое упрочнение, то есть учитываете, что вследствие эффекта Баушингера в определённых направлениях может быть разгрузка (а она у вас там скорее всего будет, ибо контакт - силовые и кинематические ГУ будут меняться, появляться новые и т.д.).

Короче, выведите хронологию изменений соотв-х компонент нормальных напряжений, и всё понятно станет.

Отсматривал и S1, которое вносит основной вклад в эквивалентные напряжения. Величина еще выше (порядка 1300 МПа), пластические деформации по S1 равны нулю.

Кроме того - для материала диска тоже заданы пластические свойства (правда, уже по Multilinear Kinematic Hardening). И в замке диска я таких проблем не увидел.

 

Есть доп вопрос - если напряжения посчитанные с отключенной функцией ERESX,off (выводятся напряжения без осреднения - по значениям в точке интегрирования элемента) и с осреднением сильно (более 25%) различаются - это, видимо, говорит о проблеме сходимости на сетке? Прав ли я? Если что - при отключенном осреднении напряжения ниже предела текучести (как по главным компонентам, так и по эквивалентным).

Edited by k0roner
смысловая
  • Нравится 1
  • Хаха 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Orchestra2603
Posted (edited)
2 hours ago, Jesse said:

ну. так билинейная кривая задаётся в координатах S - e , где S - нормальное напряжение в определённом направлении; е - деформации в том же направлении. А вы смотрите эквивалентные напряжения. Это первый момент.
А второй момент это то, что вы задали кинематическое упрочнение, то есть учитываете, что вследствие эффекта Баушингера в определённых направлениях может быть разгрузка (а она у вас там скорее всего будет, ибо контакт - силовые и кинематические ГУ будут меняться, появляться новые и т.д.).

Короче, выведите хронологию изменений соотв-х компонент нормальных напряжений, и всё понятно станет.

хм.. я, пожалуй, не со всем здесь соглашусь.. В Theory Reference написно, что диаграмма в координатах effective stress vs. effective strain. Такие пространные названия, как я понимаю,из-за того, что к билинейной диаграмме с тем или иным упрочнением можно прикрутить разные критерии пластичности. В частности, если использовать критерий Мизеса, то будет как раз von Mises stress vs. total equivalent strain. То, что для случая одноосевого сжатия/растяжениятакое задание координат будет совпадать с кривой в координатх "нормальное напряжение - осевая относительная деформация" - это уже немного другая история ))

 

а вот в плане разгрузки- вполе здравое замечание. Действительно, можно так себе представить, что текущий предел текучести как бы меняется постоянно, если нагружение в какой-то момент происходит в другом напрвлении (в смысле "по" и "против" внешней нормали к поверхности текучести). Это же, кстати говоря, касалось бы изотропного упрочнения (но он бы там только мог бы увеличиваться), но в случае с кинематическим упрочнением он волен в обе стороны меняться. Так что сверять результаты с исзодной кривой с исходным пределом текучести - не вполне корректно. Нужно смотреть историю изменения НДС до момент извлечения результатов.

 

@k0roner ,

еще я бы добавил, что подобные приколы я ловил в задачах в местах с сингулярностями. Это могло бы и обяснить проблемы с сеточной сходимостью, ибо она  там отсутствует по определению.

Edited by Orchestra2603

Share this post


Link to post
Share on other sites
k0roner
Posted (edited)
34 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

хм.. я, пожалуй, не со всем здесь соглашусь.. В Theory Reference написно, что диаграмма в координатах effective stress vs. effective strain. Такие пространные названия, как я понимаю,из-за того, что к билинейной диаграмме с тем или иным упрочнением можно прикрутить разные критерии пластичности. В частности, если использовать критерий Мизеса, то будет как раз von Mises stress vs. total equivalent strain. То, что для случая одноосевого сжатия/растяжениятакое задание координат будет совпадать с кривой в координатх "нормальное напряжение - осевая относительная деформация" - это уже немного другая история ))

 

а вот в плане разгрузки- вполе здравое замечание. Действительно, можно так себе представить, что текущий предел текучести как бы меняется постоянно, если нагружение в какой-то момент происходит в другом напрвлении (в смысле "по" и "против" внешней нормали к поверхности текучести). Это же, кстати говоря, касалось бы изотропного упрочнения (но он бы там только мог бы увеличиваться), но в случае с кинематическим упрочнением он волен в обе стороны меняться. Так что сверять результаты с исзодной кривой с исходным пределом текучести - не вполне корректно. Нужно смотреть историю изменения НДС до момент извлечения результатов.

 

@k0roner ,

еще я бы добавил, что подобные приколы я ловил в задачах в местах с сингулярностями. Это могло бы и обяснить проблемы с сеточной сходимостью, ибо она  там отсутствует по определению.

История нагружения проста как валенок - раскручивается и нагревается. Напряжения и деформации плавно возрастают, никаких разгрузок не наблюдается.

По сингулярности: это не есть оно. Геометрический концентратор на радиусе скругления зуба замка. Кол-во элементов на радиус - 6, так что все довольно плавно, без углов. Контактное взаимодействие обеспечивает передачу усилий на ответную поверхность замка диска. Конечно, нельзя утверждать, что НДС на ответной поверхности будет таким же, но интуитивно лезешь смотреть, что там. А там все в порядке - на кривую ровнехонько легли.

Теперь так. Есть идея следующего порядка. Насколько я знаю, напряжения и деформации считаются первично для интегрирующей точки элемента. Затем напряжения (в настройках по умолчанию ERESX,defa) экстраполируются в узлы элемента, если в элементе нет пластических деформаций. А вот значения пластической деформации всегда прямо копируется в узлы. Отсюда приходит разница в оценке напряжения-деформация. Так точка оказывается выше кривой. Какие значения напряжений правильнее брать для оценки долговечности по кривой Л-М - это еще большой вопрос. При достаточно хорошей сетке разница между теми и другими напряжениями должна нивелироваться, наверное. 

Странно только получается - напряжения в рамках данной гипотезы должны падать при уменьшении размера элемента. Проверю

Edited by k0roner
  • Хаха 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Jesse
Posted (edited)
3 часа назад, Orchestra2603 сказал:

В Theory Reference написно, что диаграмма в координатах effective stress vs. effective strain.

не буду спорить. это может зависеть от конкретного САЕ-пакета.
Я Ансисом почти не пользуюсь на данный момент, опирался на этот труд..)
https://poznayka.org/s92906t1.html

Предположил, что g- это норм напр-е:smile:

5 часов назад, k0roner сказал:

Отсматривал и S1, которое вносит основной вклад в эквивалентные напряжения. Величина еще выше (порядка 1300 МПа), пластические деформации по S1 равны нулю.

S1 - это нормальные и первое главное у вас? поаккуратнее..)

5 часов назад, k0roner сказал:

Кроме того - для материала диска тоже заданы пластические свойства (правда, уже по Multilinear Kinematic Hardening). И в замке диска я таких проблем не увидел.

отдельный вопрос, насколько отразится на результат использование различных моделей пластичности для разных деталей в контексте одной сборки..)

 

5 часов назад, k0roner сказал:

Есть доп вопрос - если напряжения посчитанные с отключенной функцией ERESX,off (выводятся напряжения без осреднения - по значениям в точке интегрирования элемента) и с осреднением сильно (более 25%) различаются - это, видимо, говорит о проблеме сходимости на сетке? Прав ли я? Если что - при отключенном осреднении напряжения ниже предела текучести (как по главным компонентам, так и по эквивалентным).

могу ошибаться, но значения в точ интегр-я Гаусса, осреднённые узловые и осреднённые поэлементно - всегда отличаются. А сеточную сходимость определяют именно по разнице между узловыми или элементными напряжениями, в точках интегрир-я не трогаем.

 

3 часа назад, k0roner сказал:

Напряжения и деформации плавно возрастают, никаких разгрузок не наблюдается.

по идее, это даже странно. Хотя если, как вы пишите, пласт деформации в микрообъёмах, то адекватно.

 

3 часа назад, k0roner сказал:

История нагружения проста как валенок

 

3 часа назад, k0roner сказал:

Контактное взаимодействие обеспечивает передачу усилий на ответную поверхность

контактное взаимодействие и обеспечит вам "сложность" истории нагружения

3 часа назад, k0roner сказал:

Странно только получается - напряжения в рамках данной гипотезы должны падать при уменьшении размера элемента.

в рамках какой гипотезы?

Edited by Jesse

Share this post


Link to post
Share on other sites
k0roner
Posted (edited)
48 минут назад, Jesse сказал:

S1 - это нормальные и первое главное у вас? поаккуратнее..)

S1 - это S1. А именно первые главные напряжения.

 

48 минут назад, Jesse сказал:

отдельный вопрос, насколько отразится на результат использование различных моделей пластичности для разных деталей в контексте одной сборки..)

вопрос и вправду интересный. Но для простой модели балки, работающей на растяжение - не отражаются никак. Работает с двумя моделями пластичности одновременно, и вполне адекватно.

 

48 минут назад, Jesse сказал:

контактное взаимодействие и обеспечит вам "сложность" истории нагружения

возможно, в модели и вправду есть проблемы, раз есть вопросы. Однако я отслеживаю в интересующих меня узлах напряжения и деформации, и разгрузки не вижу. Про то, что изменение НДС в контактах просто - я не говорил) Проскальзывание и перераспределение напряжений в принципе могут дать эффект разгрузки, согласен. Можно даже оценить, на сколько же нужно разгружать, чтобы получить конечное значение напряжений.

 

48 минут назад, Jesse сказал:

в рамках какой гипотезы?

Величина пластических деформаций берется по значению в точке интегрирования элемента (факт из жизни Ansys). Величина получаемых напряжений - по экстраполируемым значениям в узлах. Насколько я понимаю, первичны данные расчета в точке интегрирования. В таком случае интересно, как именно экстраполируются напряжения в узлы, и как при этом учитывается величина пластической деформации в точке интегрирования.

Гипотеза моя состоит в том, что в данной конкретной задаче сеточная сходимость дает эффект, при котором алгоритм экстраполяции напряжений работает не совсем корректно, завышая осредненные напряжения. В этом случае точка в координатах напряжение - деформация окажется выше кривой. Тогда, если я прав, при уменьшении размера элемента (стягиваем элемент в точку интегрирования) должен наблюдаться эффект уменьшения уровня осредненных напряжений. Возможно, такие рассуждения выглядят наивно. Я не силен в деталях численной теории КЭ.

Edited by k0roner

Share this post


Link to post
Share on other sites
Jesse
31 минуту назад, k0roner сказал:

Гипотеза моя состоит в том, что в данной конкретной задаче сеточная сходимость дает эффект, при котором алгоритм экстраполяции напряжений работает не совсем корректно, завышая осредненные напряжения. В этом случае точка в координатах напряжение - деформация окажется выше кривой.

тогда согласно вашей гипотезе, ни о какой оценке адекватности результатов анализа с пластикой не может быть и речи. 
На самом деле, учитывая исключительный авторитет Ансис, можно оставить всё это дело за кадром (особенно если работа срочная). 
Что вам надо сделать? Опр-ть НДС и оценить область пластических деформаций в модели. Дело известное: достигаем сеточной сходимости - получаем решение.
Какой-то механизм экстраполяции напр с пластикой должен быть.. он наверно и есть..) мб Гуру местные подтянутся, пояснят

Share this post


Link to post
Share on other sites
k0roner
3 часа назад, Jesse сказал:

тогда согласно вашей гипотезе, ни о какой оценке адекватности результатов анализа с пластикой не может быть и речи. 
На самом деле, учитывая исключительный авторитет Ансис, можно оставить всё это дело за кадром (особенно если работа срочная). 
Что вам надо сделать? Опр-ть НДС и оценить область пластических деформаций в модели. Дело известное: достигаем сеточной сходимости - получаем решение.
Какой-то механизм экстраполяции напр с пластикой должен быть.. он наверно и есть..) мб Гуру местные подтянутся, пояснят

Согласно моей гипотезе, при плохой сетке можно встретить описанный выше эффект. При том, что качество сетки проверено стандартными методами сеточной сходимости, и все должно быть вроде ОК. Или объяснение мое не верное, и тогда хз. 

А вот замельчил сетку - и стало лучше. Ближе к напряжениям в интегрирующей точке, и ближе к кривой. А так-то да, первое за что ручки хватаются - это сетку рубить в пыль:) 

  • Нравится 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
В 09.04.2020 в 20:21, k0roner сказал:

Веду расчет лопатки рабочего колеса турбины. Требуется оценить напряжения в замке лопатки с учетом контактного взаимодействия и пластического поведения материала.

Вам это не на силовых ли машинах выдали?

В 10.04.2020 в 19:27, k0roner сказал:

Гипотеза моя состоит в том, что в данной конкретной задаче сеточная сходимость дает эффект, при котором алгоритм экстраполяции напряжений работает не совсем корректно, завышая осредненные напряжения.

сетку нормальную сделайте. с первого поста это стоило сделать.

  • Хаха 1

Share this post


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

 

В 10.04.2020 в 19:27, k0roner сказал:

Гипотеза моя состоит в том, что в данной конкретной задаче сеточная сходимость дает эффект, при котором алгоритм экстраполяции напряжений работает не совсем корректно, завышая осредненные напряжения.

сетку нормальную сделайте. с первого поста это стоило сделать.

Проблема не в сетке, а в экстраполяции ))) напряжений...

Ни в Ансис ни в Настран ни в любой другой серьезной программе таких проблем нет. На той же самой сетке...:biggrin: 

Это давно проверено. Это проблема экстраполяции ))) напряжений...

 

  • Хаха 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Graf Kim

@k0roner модель у вас не КТшная/ГТшная? А то выкладывайте, потыкаем пробами вместе.

Ну и покажите уж сетку заодно.

Share this post


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

Ни в Ансис ни в Настран ни в любой другой серьезной программе таких проблем нет.

а где ж она?

Share this post


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

а где ж она?

В программе ВБ...

Проблема в экстраполяции ))) напряжений. Серьезные программы сразу вычисляют деформации (напряжения) в нужных точках, в узлах КЭ.

И не придумывают новизну и актуальность...:biggrin: 

Share this post


Link to post
Share on other sites
DrWatson

Ух ты! а нет ли логического противоречия тут: "Ни в Ансис ни в Настран ни в любой другой серьезной программе таких проблем нет." и тут: "В программе ВБ..."

  • Нравится 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
4 минуты назад, DrWatson сказал:

Ух ты!

Мы вышли из бухты?:biggrin:

Классический Ансис, тот который имеет имя и ВБ это разные программы.

Неужели до этого уровня нужно разжевывать?

Зачем тогда на этом форуме сделали две разные ветки????

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
DrWatson
9 minutes ago, ДОБРЯК said:

Классический Ансис, тот который имеет имя и ВБ это разные программы.

 

Одно только это заслуживает быть отлитым в граните.

  • Нравится 1

Share this post


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

Одно только это заслуживает быть отлитым в граните.

:biggrin:

В теории МКЭ нет никакой экстраполяции деформаций (напряжений).  

Уже миллион раз на этом форуме давали ссылки на буквари по МКЭ...

Дайте ссылку хоть на один букварь по МКЭ где сказано про экстраполяцию напряжений...:5a33a3668d68d_3DSmiles(9):

  

Share this post


Link to post
Share on other sites
DrWatson

Неплохой ход. 

Сначала упороть чушь, а потом соскальзывать с темы. Еще и смайлики вставлять подмигивающие.

 

Share this post


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

Неплохой ход. 

Сначала упороть чушь

Чепуха или глупость доказывать, что классический Ансис и ВБ это одна программе.:5a33a36a07342_3DSmiles(142):

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Борман
58 минут назад, DrWatson сказал:

Неплохой ход. 

Сначала упороть чушь, а потом соскальзывать с темы. Еще и смайлики вставлять подмигивающие.

Конечно сливается.. потому что надо отливать не в граните, а в дерьме.

  • Нравится 1
  • Хаха 1

Share this post


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

Конечно сливается.. потому что надо отливать не в граните, а в дерьме.

Это то чем ты занимаешься на форуме в последнее время.:biggrin:

Это таким образом ты борешься за чистоту форума... 

Если ты считаешь, что классический Ансис экстраполирует напряжения))), то дай ссылку как он это делает. Раньше этого не было. Может быть в последних версиях....

Прежде чем поливать дерьмом кого-то ты почитай букварь по МКЭ.  :5a33a36a07342_3DSmiles(142):

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
В 16.04.2020 в 12:55, ДОБРЯК сказал:

Если ты считаешь, что классический Ансис экстраполирует напряжения))), то дай ссылку как он это делает. Раньше этого не было. Может быть в последних версиях...

kOohKMCqRIo.jpg

с чего бы мне давать ссылку тому, кто сам справку открыть не может?

Share this post


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

с чего бы мне давать ссылку тому, кто сам справку открыть не может?

Вопрос был не тебе задан. Если не можешь дать ссылку то может не стоило устраивать это шоу с счетами. Миллиона просмотров не будет... :biggrin: 

Матрица деформаций умножается на вектор перемещений. Для любой точки конечного элемента вычисляют относительные деформации и потом напряжения. Это ты прочитаешь в любом букваре по МКЭ.

Если ты считаешь что в классическом Ансис тоже есть какая-то экстраполяция напряжения, и напряжения считаются не по МКЭ, то сравни напряжения с Настран. Что ты будешь экстраполировать в L координатах??? :smile:

Экстраполяция напряжений это поиск новизны и актуальности. Экстраполяция напряжений это неправильное вычисление напряжений. 

Это уже давно проверено и протестировано на реальных моделях...

Какие еще веселые картинки со счетами ты покажешь??? :biggrin:

 

Share this post


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

Если ты считаешь что в классическом Ансис тоже есть какая-то экстраполяция напряжения..

 

 Stresses and strains are directly evaluated at element integrations points, and may be extrapolated to element nodes or averaged at element centroid for output.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
57 минут назад, Борман сказал:

 

 Stresses and strains are directly evaluated at element integrations points, and may be extrapolated to element nodes or averaged at element centroid for output.

 

 

Я просил тебя дать ссылку не теорию классического Ансис. 

А ты устраиваешь КВН.:biggrin:

Например в 12 главе для каждого элемента описаны функции формы. Пусть кратко но описание есть. 

А вот по напряжениям ничего не сказано. В каких точках интегрирования, для каждого элемента, вычисляют напряжения и как потом экстраполируют.

От этого будет зависеть величина напряжений в узлах. 

Правильный метод - это сразу определять напряжения в нужных узловых точках...:g:

 

 

Share this post


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

Я просил тебя дать ссылку не теорию классического Ансис. 

 

Зачем вам ссылка ? Я дал сразу цитату. Поверьте, она из классики.

 

1 час назад, ДОБРЯК сказал:

Например в 12 главе для каждого элемента описаны функции формы. Пусть кратко но описание есть. 

 

Эти функции формы появились задолго до ансиса, конечно там этого нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
10 минут назад, Борман сказал:

Зачем вам ссылка ? Я дал сразу цитату. Поверьте, она из классики.

 

Эти функции формы появились задолго до ансиса, конечно там этого нет.

Не важно когда появились функции формы. Нужно знать в каком элементе какие функции формы...

Функции формы (производные функций формы) определяют закон изменения деформаций (напряжений) в элементе. В любой точке объема КЭ можно вычислить напряжения, по той же формуле по которой вычисляются в точках интегрирования. 

Это единственный правильный способ определения напряжений с точки зрения теории МКЭ...

В 20-ти узловом объемном элементе в Ансис 14 точек интегрирования. не 27 точек, а 14. Мы же это тестировали в рамках этого форума. Как их экстраполировать в 20...:biggrin:

 

Экстраполяция это поиск новизны и актуальности в какой-то программе. Нужно знать что там сделали программисты.  И придумать можно все что угодно....

Поэтому пользователи сравнивают результаты в разных программах на одинаковых сетках.:biggrin:

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Борман
11 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Это единственный правильный способ определения напряжений с точки зрения теории МКЭ...

Правильный, но никому не нужный. Экстраполяция с Гауссовых точек интегрирования - это самый точный из всех приближенных. Этого достаточно для расчетных нужд.

Edited by Борман
  • Нравится 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Orchestra2603
25 minutes ago, ДОБРЯК said:

Не важно когда появились функции формы. Нужно знать в каком элементе какие функции формы...

Функции формы (производные функций формы) определяют закон изменения деформаций (напряжений) в элементе. В любой точке объема КЭ можно вычислить напряжения, по той же формуле по которой вычисляются в точках интегрирования. 

Это единственный правильный способ определения напряжений с точки зрения теории МКЭ...

В 20-ти узловом объемном элементе в Ансис 14 точек интегрирования. не 27 точек, а 14. Мы же это тестировали в рамках этого форума. Как их экстраполировать в 20...:biggrin:

 

Экстраполяция это поиск новизны и актуальности в какой-то программе. Нужно знать что там сделали программисты.  И придумать можно все что угодно....

Поэтому пользователи сравнивают результаты в разных программах на одинаковых сетках.:biggrin:

 

Посмотрите в Хелпе, что написано про комманду ERESX (Mechanical APDL -Command Reference). Я вот читаю, и написно следующее:

Quote

Notes

Specifies whether the solution results at the element-integration points are extrapolated or copied to the nodes for element and nodal postprocessing. Structural stresses, elastic and thermal strains, field gradients, and fluxes are affected. Nonlinear data (such as plastic, creep, and swelling strains) are always copied to the nodes, never extrapolated. For shell elements, ERESX applies only to integration-point results in the in-plane directions.

Extrapolation occurs in the element-solution coordinate system. For elements allowing different solution systems at integration points (such as SHELL281 and SOLID186), extrapolation can produce unreliable results when the solution coordinate systems in each element differ significantly. (Varying element-solution coordinate systems can be created via the ESYS command or from large deformation.) Examine results carefully in such cases, and disable extrapolation if necessary.

 

Attention! 

Nonlinear data (such as plastic, creep, and swelling strains) are always copied to the nodes, never extrapolated.

 

Более подрбно раскрывается вопрос в:

 

Chapter 12 - 12.9: "..The extrapolation is done or the integration point results are simply moved to the nodes, based on the user's request (input on the ERESX command)..";

 

Mechanical APDL - Basic Analysis Guide - 3.6.4.1. Element Integration Point Values

 

 

Edited by Orchestra2603

Share this post


Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
12 минут назад, Orchestra2603 сказал:

Attention! 

Nonlinear data (such as plastic, creep, and swelling strains) are always copied to the nodes, never extrapolated.

Зачем что-то копировать или экстраполировать, когда напряжения сразу вычисляются в нужных точках...

40 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Это единственный правильный способ определения напряжений с точки зрения теории МКЭ...

 

34 минуты назад, Борман сказал:

Правильный, но никому не нужный. Экстраполяция с Гауссовых точек интегрирования - это самый точный из всех приближенных.

Это из серии. Я не знаю что это за способ, не знаю в каких точках интегрирования определяют напряжения, как их экстраполируют, не знаю для каких элементов, но знаю только что это самый точный способ....:5a33a36a07342_3DSmiles(142):

Share this post


Link to post
Share on other sites
Orchestra2603
2 hours ago, ДОБРЯК said:

Зачем что-то копировать или экстраполировать, когда напряжения сразу вычисляются в нужных точках...

Если вы используете, например, элементы 1го порядка, то у вас может быть только одно постоянное значение относительных леформаций внутри одного элемента. В то же время физически в данной подобласти конструкции у вас деформации меняются по какой-то не постоянной функции. Т.е. деформации внутри элемента совпадают со значением реальных деформаций только в какой-то конкретной точке. И эта точка не обязана быть узловой. 

 

С другой стороны то же самое можно объяснить так, что когда у вас нелинейные деформации, вам нужно как-то интегрировать по объему элемента (причем численно), чтобы вообще получить матрицу жесткости элемента. И отталкиваться по соотношениям между напряжениями и деформациями опять же приходится от каких-то опорных точек, и по Гассу они не есть узловые точки.

 

Так что первичные резльтаты, таки да, получаете вы в узлах в перемещениях. Но получаете вы их такими, что наилучшее приближение по strain и stress вы получаете в точке интегрирования. Поэтому Ансис и переживает за точность и, чтобы ничего непредвиденного не получилось, говорит, что все неленийные результаты (где stress от strain, черт (или сам юзер) знает, как может меняться) брать только с точки интегрирования.

 

Share this post


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

наилучшее приближение по strain и stress вы получаете в точке интегрирования.

Откуда вы это взяли??? Из хелпа к программе???:biggrin:

Этого нет в теории МКЭ. Дайте ссылку на формулы. 

Объясняю еще раз. По тем же формулам по которым вычисляются напряжения в точках интегрирования вычисляются напряжения в узловых точках. 

2 часа назад, Orchestra2603 сказал:

В то же время физически в данной подобласти конструкции у вас деформации меняются по какой-то не постоянной функции.

Эти функции - функции формы. Деформации первые производные от перемещений. И это единственно правильные функции.

Почитайте учебники по теории МКЭ. Нет никакой экстраполяции напряжений в теории МКЭ.  :smile:

Для 4-х узловой мембраны, например

Цитата

Согласно определению изопараметрического элемента, данного в начале параграфа, поле перемещений image028.gif аппроксимируется с помощью тех же билинейных функций формы image016.gif:

image031.gif          (1.3.1.3.3)

Можно показать, что такая параметрическая аппроксимация обеспечивает возможность задания произвольного билинейного закона от  координат image033.gif:

image035.gif                                                      (1.3.1.3.4)

Вектор деформации будет тогда аппроксимирован таким образом:

image037.gif  (1.3.1.3.5)

image039.gif

Здесь: image041.gif - матрица деформирования элемента.

Вот закон который определяет деформации в КЭ

Вектор деформации будет тогда аппроксимирован таким образом:

image037.gif

Здесь: image041.gif - матрица деформирования элемента.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Orchestra2603
12 hours ago, ДОБРЯК said:

Откуда вы это взяли??? Из хелпа к программе???:biggrin:

Этого нет в теории МКЭ. Дайте ссылку на формулы. 

Объясняю еще раз. По тем же формулам по которым вычисляются напряжения в точках интегрирования вычисляются напряжения в узловых точках. 

Эти функции - функции формы. Деформации первые производные от перемещений. И это единственно правильные функции.

Почитайте учебники по теории МКЭ. Нет никакой экстраполяции напряжений в теории МКЭ.  :smile:

Для 4-х узловой мембраны, например

Вот закон который определяет деформации в КЭ

Вектор деформации будет тогда аппроксимирован таким образом:

image037.gif

Здесь: image041.gif - матрица деформирования элемента.

Вы, похоже, опять зафиксировались на своем тезисе и отказываетесь воспринимать то, что вам говорят. Всем понятно, что перемещения внутри элемента определяются узловыми перемещениями и функциями формы. Соответственно, всем также понятно, что деформации определяются через лиейные комбинации частных производных от функций формы. Естественно, что нет никаких "других экстраполирующих" функций. С этим никто не спорит.

Нюанс состоит в другом! Посмотрите как вычисляются матрицы жесткости элеменов для линейной задачи, например:

image.png

image.png

D - матрица упругих коэффициентов. Так вот, в случае линейно-упругой задачи - нет проблем. B - известна, D - тоже известна. Берете интеграл аналитически, и готово. И там неважно, точка это интегрирования, или какая-то другая точка..

Но вот если у вас материал в пластике, то вместо D*B справа у вас какая-то нелинейная функция. Т.е. вам нужно интегрировать численно... А как? И тут приходит на помощь схема интегрирования по Гауссу. Т.е. вы вычислете значение этой подынтегральной функции только в некоторых точках в области интегрирования и, используя это, приближенно вычисляете интеграл по всей области интегрирования. Можно вспомнить тут про метод трапеций, чтобы совсем наглядно было.

Соответственно, потом вы получаете приближенную матрицу жесткости (если хотите) и по ней вычисляете все узловые параметры. Потом по функциям формы интерполируете внутри элемента и потом уже получаете приближенные деформации и напряжения.

Если вам известен другой подход, то дайте ссылку на "букварь", где дается априорная оценка погрешности определения напряжений внутри элемента для нелинейной задачи. Будет любопытно почитать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
9 минут назад, Orchestra2603 сказал:

Но вот если у вас материал в пластике, то вместо D*B справа у вас какая-то нелинейная функция. Т.е. вам нужно интегрировать численно... А как? И тут приходит на помощь схема интегрирования по Гауссу. Т.е. вы вычислете значение этой подынтегральной функции только в некоторых точках в области интегрирования и, используя это, приближенно вычисляете интеграл по всей области интегрирования. Можно вспомнить тут про метод трапеций, чтобы совсем наглядно было.

Соответственно, потом вы получаете приближенную матрицу жесткости (если хотите) и по ней вычисляете все узловые параметры. Потом по функциям формы интерполируете внутри элемента и потом уже получаете приближенные деформации и напряжения.

Если вам известен другой подход, то дайте ссылку на "букварь", где дается априорная оценка погрешности определения напряжений внутри элемента для нелинейной задачи. Будет любопытно почитать.

:biggrin:

Любая нелинейная задача это последовательное решение линейных задач...

Речь идет об экстраполяции в линейной задаче. В линейной задаче в ВБ напряжения экстраполируются.

Даю ссылку.  Простейший 4-х узловой элемент. Надо численно интегрировать.

Цитата

1.3.1.3 Четырехугольный изопараметрический элемент мембраны без промежуточных узлов

 

В изопараметрических элементах, как геометрия, так и поля неизвестных величин задаются с помощью одних и тех же параметрических формул. Их важное положительное свойство - совместность, понятие которой было сформулировано в п. 1.1.3.

Рассмотрим изопараметрический элемент мембраны, геометрически представля­ющий собой произвольный четырехугольник с прямыми ребрами (рис. 1.3.1.2). Этот элемент имеет 4 узла, совпадающие с вершинами четырехугольника [6]. .

image002.gif

Рис. 1.3.1.2

 

Введем вспомогательный квадрат (2x2) в безразмерной системе координат image004.gif (рис. 1.3.1.3).

image138.gif

Рис. 1.3.1.3

 

Произвольный четырехугольник, изображенный на рис. 1.3.1.2, можно получить в результате отображения квадрата в плоскости image008.gif на плоскость image010.gif с помощью следующих параметрических формул:

 

image012.gif                                                      (1.3.1.3.1)

где:image014.gif                                                      (1.3.1.3.2)

Действительно: image016.gif - билинейные по image004.gif функции формы, обращающиеся в единицу в узле image019.gif и в ноль в любом другом узле image021.gif.

Поэтому формулы (1.3.1.3.1) отображают вершины квадрата (2x2) (рис. 1.3.1.3) в  соответствующие им вершины четырехугольника на рис. 1.3.1.2. Так как вдоль каждой стороны квадрата  image016.gif - линейные функции, то и стороны квадрата отображаются в прямые ребра четырехугольника.

Для каждого узла элемента имеем вектор перемещений image024.gif, а  для всего элемента - вектор степеней свободы image026.gif, имеющий теперь 8 компонент. Соответственно, данный  конечный элемент имеет 8 степеней свободы.

Согласно определению изопараметрического элемента, данного в начале параграфа, поле перемещений image028.gif аппроксимируется с помощью тех же билинейных функций формы image016.gif:

image031.gif          (1.3.1.3.3)

Можно показать, что такая параметрическая аппроксимация обеспечивает возможность задания произвольного билинейного закона от  координат image033.gif:

image035.gif                                                      (1.3.1.3.4)

Вектор деформации будет тогда аппроксимирован таким образом:

image037.gif  (1.3.1.3.5)

image039.gif

Здесь: image041.gif - матрица деформирования элемента.

Входящие в матрицу деформирования image041.gif производные image044.gif нельзя найти непосредственным дифференцированием в силу параметрической зависимости от image046.gif и image048.gif. Поэтому для вычислений требуемых производных воспользуемся формулами:

image050.gif                                                      (1.3.1.3.6)

которые в матричной форме имеют вид:

image052.gif         (1.3.1.3.7)

 

Здесь через image054.gif обозначена матрица Якоби:

image056.gif               (1.3.1.3.8)

элементы которой находятся по формулам (1.3.1.3.1) и (1.3.1.3.2).

Тогда имеем для искомых производных следующие формулы:

image058.gif              (1.3.1.3.9)

где: image060.gif - обратная матрица Якоби.

Матрица жесткости элемента image062.gif размерностью (8x8) будет иметь вид (1.3.1.2.12):

image064.gif

В координатах image004.gif для элементарной площади image067.gif имеем:

image069.gif           (1.3.1.3.10)

где: image071.gif - модуль определителя матрицы Якоби или Якобиан.

Поэтому для image062.gif имеем:

image074.gif                                                    (1.3.1.3.11)

Определение матрицы жесткости  элемента свелось к вычислению двойного интеграла, которое в МКЭ осуществляется с помощью  численных методов интегрирования. Этот вопрос был рассмотрен в п. 1.1.6.

Из табл. 1.1.2 пункта 1.1.6 следует, что рекомендуемое численное  интегрирование  по Гауссу - (2х2). 

рекомендуемое численное  интегрирование  по Гауссу - (2х2). 

Как в Ансис для линейной задачи вычисляются напряжения. Как напряжения экстраполируются??? 

Вы дали ссылку, что в нелинейной задаче напряжения копируются... И причины вы объяснили.

Но в той же ссылке сказано, что в линейной задаче напряжения экстраполируются.

На каком основании и по каким формулам?:smile:

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Orchestra2603
42 minutes ago, ДОБРЯК said:

Любая нелинейная задача это последовательное решение линейных задач...

В каком-то смысле можно и так рассуждать.. Тем не менее точное инегрирование аналитически в явном виде элементарной функции и численное интегрирование не заданной явно нелиейной функции - две разные вещи. У нас в ВУЗе даже курс был "МКЭ в нелинейных задачах теории упругости". Ну, или типа того как-то. Так что не надо тут излишне упрощать - там есть свои нюансы, прежде всего связанные с пластичностью.

 

42 minutes ago, ДОБРЯК said:

Даю ссылку.  Простейший 4-х узловой элемент

Не надо ссылок на простейшие элементы и линейную задачу.

Это вообще не относится к теме обсуждения. Можно посмотреть про реализацию для задачи с пластикой? и про погрешности определения напряжений внутри элемента?

42 minutes ago, ДОБРЯК said:

Надо численно интегрировать.

Обязательно? Есть какие-то препятствия, чтобы записать результат интегрирования в отдельное выражение и потом его и использовать?

Кроме этого, подумайте: численное интегрирование методом трапеций линейной функции даст вам точный результат даже вне зависимости от шага интегрирования, а вот для чего-то повыше порядком - уже нет. Вот вам аналогия с интегрированием внутри элемента в МКЭ.

42 minutes ago, ДОБРЯК said:

рекомендуемое численное  интегрирование  по Гауссу - (2х2). 

Как в Ансис для линейной задачи вычисляются напряжения. Как напряжения экстраполируются??? 

Вы дали ссылку, что в нелинейной задаче напряжения копируются... И причины вы объяснили.

Но в той же ссылке сказано, что в линейной задаче напряжения экстраполируются.

Все, что связано с линейной частью задачи можно смело брать в любой точке элемента, используя функции формы.  Это в принципе довольно очевидно, но и это написано в Theory reference.

Это законно, потому что для линейно-упругой задачи численное интегрирование дает точный результат, как я писал выше! А для неупругой - нет! и какая будет погрешность, если определять напряжения в произвольных точках при помощи функций формы, сказать сложно. Поэтому - Ансис нелинейные составляющие тупо и копирует в узлы, чтобы юзеры тапками не закидали за погрешности вычисления. Берутся эти нелинейные составляющие в точке интегрирования по-разному в зависимости от модели материала, метода упрочнения и т.д. Все описано в Theory Reference. Откуда оно там взято? в конце каждой главы и раздела есть ссылки на публикации, откуда все бралось.

Edited by Orchestra2603
опечатки

Share this post


Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
14 минут назад, Orchestra2603 сказал:

Все, что связано с линейной частью задачи можно смело брать в любой точке элемента, используя функции формы.  Это в принципе довольно очевидно, но и это написано в Theory reference.

Вот мы и вернулись к началу разговора. 

ВБ для линейных задач экстраполирует напряжения. И это приводит к неправильным результатам. По напряжениям неправильные результаты...:sad:

Есть смысл на второй круг заходить?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Orchestra2603
2 minutes ago, ДОБРЯК said:

Вот мы и вернулись к началу разговора. 

ВБ для линейных задач экстраполирует напряжения. И это приводит к неправильным результатам. По напряжениям неправильные результаты...:sad:

Есть смысл на второй круг заходить?

в смысле? в теме речь шла о напряжениях при наступлении пластичности.. "Неправильные" резльтаты были у ТС за пределом текучести. И то все эти погрешности затухают с уменьшением элемента. Так что при достаточно мелкой сетке все эти рассуждения в принципе неактуальны. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
4 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

в смысле? в теме речь шла о напряжениях при наступлении пластичности..

Вроде уже определились что при наступлении пластичности напряжения копируются...

А речь шла об экстраполяции следовательно в линейных задачах. Перечитайте тему.

Вопросы были о том как экстраполируются напряжения, а не о том как копируются.

В теории Ансис это не описано...

На второй круг не пойду.:biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • MotorManiac
      В общем странно, у меня тоже этого параметра нет. Но вот в видео человек в пост. строить У+    
    • MotorManiac
      ошибки в координатах доменов быть не может ?
    • sloter
      Используйте драг-энд-дроп перетаскивание с Alt-ом. Там есть смена направления.
    • an_rushin
      пробовал. к сожалению, никаких изменений  
    • sloter
      Да, проверил. Для деталей и для сборок цвета сохраняются. Но, для маленьких тестовых... Проблема в том, что мою рабочую сборку (она то же не большая) 2017 sp3 в принципе не хочет сохранять\публиковать в  eDrawings - падает...???
    • MotorManiac
      Попробуйте уменьшить временной шаг. Я как понимаю раз sliding mesh, то речь идет о нестационарной задаче.
    • obratnov
      У меня англ. версия, русской никогда не видел, поэтому извините, если за возможные неточности. Итак, при быстром создании сопряжениий из выплывающего тулбара, детали часто оказываются ориентированы в направлении, противоположном желаемому. Приходится либо идти в свойства сопряжения и менять там, либо создавать через большой тулбар, который сразу открывает эти свойства. Это не так удобно. Нельзя ли как-то сразу подсказать софту, как я хочу ориентировать детали? Порядок выделения деталей на это не влияет.
    • an_rushin
      здравствуйте. пытаюсь симулировать вращение тормозного диска относительно тормозных колодок в постановке sliding mesh и получают такое сообщение:   WARNING: The solid velocity has a significant normal component on 556 faces of face zone 37.          The maximum angle between the velocity and face surface is 89.5 deg at ( 3.909e-03, -3.790e-02,  5.144e-02).          The solver may not achieve global energy conservation as a result.          The tolerance for this check (currently 20.0 deg) is controlled by the rpvar 'wall/vnormal-tolerance'.          Please check your setup. This warning will not be written again.   не откажите в любезности, подскажите, как можно это вылечить? спасибо.  
    • Zergus
      SolidWorks может напрямую Siemens NX с PMI открывать, а для STEP`а таких настроек в нем не видно.  
    • Zergus
      В ролике показана кастомизация NX, т.е. либо итальянцы сами написали себе такое приложение (что наиболее вероятно), либо им сименс по заказу написал. Трясите своих представителей сименс, может они добудут это приложение. А штатный функционал этот Вам нужен. Но это не точно 
×
×
  • Create New...