SW Non linear dynamic study симуляция удара

[ak762 307]

Решил попробовать провести анализ падения тела в NL dynamic с целью разобраться в тонкостях настройки анализа и дальнейшего использования в практических задачах

требуются советы т.к. возникают некоторые вопросы из за отсутствия опыта и практики применения 

 

1. Алюминиевый фланец D150хd100xL15 mm (material plastic) падает с высоты 2м на стальную наковальню (material elastic) время расчета 30е-6 сек, 

    цель узнать остаточные деформации фланца и сопутствующие данные (напряжения в месте контакта, контактные силы, затраченную энергию)

2.  После расчета для понимания правильности результатов хочу сравнить баланс энергии, но СВ показывает ноль во всех элементах 

если это проблема СВ, то правильно ли я понимаю что я могу посчитать затраченную энергию методом указанным в другой ветке

3. Когда смотрю на возникающие напряжения в узле в месте контакта , графики изменения скорости  и  силы контакта то смущает что при стремлении скорости и силы к нулю напряжения растут. В моём понимании пики скорости и силы в начальный момент выше а значит и напряжения должны быть больше чем когда система успокаивается.

что и где не так?

4.  Можно ли использовать симметрию в Non linear dynamic при расчете удара? 

      попробовал считать половину модели, считать считает, но так как не уверен в адекватности результатов полной модели то результаты 1/2 непонятны тем более

5. как в Non linear dynamic задавать зависимость мехсвойств от скорости деформации?

 

ну и в конце вот отсюда цитата: 

В 12.04.2018 в 12:26, piden сказал:

Ну так! В Дайне-то любой посчитает! А вот в SW... 

 

кому будет интересно модель с расчетом в СВ2017 здесь https://yadi.sk/d/W4W7qH5kYGJo2Q

 

 

[Jesse 958]

В 13.05.2020 в 16:32, ak762 сказал:

Когда смотрю на возникающие напряжения в узле в месте контакта , графики изменения скорости  и  силы контакта то смущает что при стремлении скорости и силы к нулю напряжения растут. В моём понимании пики скорости и силы в начальный момент выше а значит и напряжения должны быть больше чем когда система успокаивается.

а по-моему всё логично: скорость падает, уменьшается кинетическая энергия - растёт энергия деформации и напряжения

[ak762 307]

1 hour ago, Jesse said:

следили за срачем между Добряком и Фёдором 

чтобы не вышло как в той теме 

Quote

Девочка:
- Так какой смысл мне с вами беседовать ,
если вы даже в ГОВНЕ НЕ РАЗБИРАЕТЕСЬ!!!

давайте только конкретно по задаче, когда разберемся тогда можно и об остальном

1 hour ago, karachun said:

Мне кажется что время слишком короткое но это пока только грубые прикидки. Можете тоже просчитать мою модель - она проще и предсказуемее.

а почему так кажется если график скорости показавает что узел в месте контакта выходит на пологую кривую близкую к нулю в первом посте 3-я картинка сверху в первом посте

 

 

1 hour ago, karachun said:

В модели изначально зазор 1 мм. По предварительным прикидкам на весь процесс должно уйти 0.001 с.

это зазор 1мм в фемапе? в СВ рекомендуют для NL dynamic исходное состояние - касание деталей в момент соударения

[ДОБРЯК 602]

В 13.05.2020 в 16:32, ak762 сказал:

В моём понимании пики скорости и силы в начальный момент выше а значит и напряжения должны быть больше чем когда система успокаивается.

В начальный момент времени упругие деформации равны нулю, значит и напряжения равны нулю.

[ak762 307]

41 minutes ago, Jesse said:

а по-моему всё логично: скорость падает, уменьшается кинетическая энергия - растёт энергия деформации и напряжения

для меня как бы тоже логично если в момент когда скорость меняет направление  - растёт энергия деформации и напряжения и максимально должна быть в момент первого контакта, но когда после нескольких пиков изменения скорости по времени напряжения в месте контакта как бы накапливаются вот это мне не понятно, по моей логике если утрировать то напряжения у мяча в момент отскока от поверхности релаксируются и должны как бы выходить по графику на пологую линию а картинка показывает постоянный рост

 

пересчитал без Global Bonded , только No Penetration contacts

результаты идентичные

[Jesse 958]

14 минут назад, ak762 сказал:

а картинка показывает постоянный рост

я бы с натяжкой назвал картинку выше "постоянным ростом" но это, видать, нормальный график если учесть что колебания будут..)
А так по идее да.. когда фланец пойдёт наверх, то напряги должны уменьшаться. ПРосто быть может этот момент по времени ещё не достигнут, когда фланец начнёт ползти вверх..

Заметил в настройках расчёта скорость 5-6 м/с.. не сказать чтоб очень "ударная".. мои рассуждения про вязкоупругую/вязкопластинчую модель теряют актуальность..))
На дефолтном 0,01 шаге по времени после первой итерации фланец у меня почему-то "упрыгнул" наверх. Только при достаточно малом шаге всё норм.. А так долго считает долго считает даже на грубой сеткеПопробую позже прикинуть в 2д посмотреть чё получается (хоть это и  не совсем верно для данной задачи), ну и потом поставить в 3Д с тонкими настройками сетки на часок. Ща ноут нужен

Изменено 17 мая 2020 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

@ak762 @JesseПост поломался, сейчас я его переделаю по новой. Оставайтесь на своих местах!

@ДОБРЯК Да, здесь тоже есть небольшие оговорки - что бы получить потерю устойчивости нужны начальные деформации а значит модель уже не симметрична.

1 час назад, ak762 сказал:

это зазор 1мм в фемапе?

Да. Модель все равно не закреплена. Но так видно что до касания никакие Bonded контакты не работают.

Изменено 17 мая 2020 пользователем karachun

[ak762 307]

9 minutes ago, Jesse said:

На дефолтном 0,01 шаге по времени после первой итерации фланец у меня почему-то "упрыгнул" наверх. Только при достаточно малом шаге всё норм..

я залил СВ2017 файл со всеми настройками и по времени расчета в том числе, у меня считает где-то час 

на CPU Type    Mobile DualCore Intel Core i5-430M, 2533 MHz

[karachun 2 038]

@ak762 @Jesse Посчитал модель, в Настране, в 601 неявном решателе. Модель упрощенная, без отверстий и с двумя плоскостями симметрии. Материалы примерно такие же (совпадают с тем что я настроил в солиде). Скорость 5 м/c.

По результатам расчета общее время контакта порядка 2е-4 секунды. Потекла половина модели. Увы призвать энергию деформации я не смог - в Фемап опция неактивна а разбираться в исходном файле слишком долго как для воскресенья.

https://imgur.com/a/MYJk9rv

Вывел историю эквивалентных напряжений в выделенном элементе. Видно два пика напряжений, совпадающих по времени с контактом деталей. Хвост графика это колебания после отскока.

 

Спойлер

 

 

10 минут назад, ak762 сказал:

у меня считает где-то час

--- На правах рекламы Фемапа ---

Благодаря регулярной сетке из линейных гекс модель, на компьютере с i5 3570K и SSD диском, считалась четыре с половиной минуты.

--- На правах рекламы Фемапа ---

[ak762 307]

@karachun спасибо за проделанную работу и продемонстрированные результаты

но, все тут ломанные копья не приближают меня к оценки адекватности расчетов NL dynamic в СВ с чего и тема началась

дальнейшее развитие темы вижу или повторить результаты в разных программах с одинаковыми условиями или закончить на этом.

 

т.к. я не знаю как посчитать энергию деформации в СВ,  (чтобы сравнить с кинетической энергией удара) то с подобными решениями в других программах надеялся  опосредованно оценить подобие результатов в СВ, в том числе и полученную энергию деформации из других пакетов.

согласен поменять модель хоть на кирпич, но ГУ и материалы и настройки должны быть идентичные, модель полная 3Д

и решатель должен быть явный ( direct )

 

если последуют предложения на продолжение концерта буду рад

[karachun 2 038]

6 минут назад, ak762 сказал:

дальнейшее развитие темы вижу или повторить результаты в разных программах с одинаковыми условиями или закончить на этом

6 минут назад, ak762 сказал:

если последуют предложения на продолжение концерта буду рад

В этом посте лежит файл с моделью и настройками геометрии, ГУ и материалов, идентичными тому что я насчитал в Фемап. Вам остается только настроить анализ и тогда можно будет проводить сравнение, по крайней мере по напряжениям и скоростям узлов. Сама модель проще исходной и работать с ней будет удобнее.

Вот продублирую еще раз.

Donut_karachun_edition.SLDPRT

Изменено 17 мая 2020 пользователем karachun

[ak762 307]

я загружал его если это тот же самый из #14 пишет версия 2018

у меня СВ2017

[karachun 2 038]

UPD. Я бы вообще взял что-нибудь попроше - например деталь в форме короткого цилиндра, которая падает на плоский торец, или куба. И смотрел бы напряжения и скорости. Такая деталь неимоверно жесткая и остаточные колебания будут незначительны.

Считать исходную модель с отверстиями у меня желания нет. Она более сложная, требует больше элементов. В рамках форума целесообразно решать очень простые задачи. Например те же линейки Бормана или листовые торсионы. Если сработает с простым кольцом то и с полноценным фланцем тоже.

http://cccp3d.ru/topic/95451-кручение-квадратного-торсиона-в-марке/

http://cccp3d.ru/topic/39684-сражения-с-ветряными-мельницами/page/6/?tab=comments#comment-960226

8 минут назад, ak762 сказал:

я загружал его если это тот же самый из #14 пишет версия 2018

у меня СВ2017

Один момент (у меня 2019 SP5).

Вот модель в нейтральном формате - по ней Вы легко воссоздадите исходную геометрю или используйте сразу ее. Здесь уже идет геометрия одной четверти.

Вот свойства материалов, у алюминия билинейная модель пластичности. Скорость кольца 5 м/с, гравитации нет, Время контакта-отскока около 5е-4 с, я моделировал до 0.001 с.
 

Спойлер

 

 

 

 

Donut_karachun_edition.x_t

Изменено 17 мая 2020 пользователем karachun

[ak762 307]

попробую, 

8 minutes ago, karachun said:

гравитации нет

а почему гравитации нет, ведь изначально это падение тела с высоты 2м или это всё для упрощения?

[karachun 2 038]

3 минуты назад, ak762 сказал:

это всё для упрощения?

Да. Достаточно начальной скорости, она определяет НДС. За пройденный путь в пару миллиметров ускорение и замедление будут ничтожными а дальше нам все равно неинтересно.

[Jesse 958]

6 часов назад, karachun сказал:

Модель упрощенная, без отверстий и с двумя плоскостями симметрии. Материалы примерно такие же (совпадают с тем что я настроил в солиде). Скорость 5 м/c.

По результатам расчета общее время контакта порядка 2е-4 секунды.

похожие результаты в Солиде получил для узла в похожем месте..) Правда у меня один ярко выраженный пик. Время контакта тоже похожее
Считал по модели выше четвертинке с зазором, v=5 м/с, комбинированное упрочнение с коэффициентом 0,85. Решил сделать относительно редкую сетку 2 порядка, контакт "узел к поверхности" (опять таки для скорости расчёта).

Остановил на 323 шаге примерно 2х10^-3 сек. На этом шаге бублик "в воздухе".

 

11.rar

 

Изменено 17 мая 2020 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

@Jesse Только в моей модели внизу нет отверстия. Просто металлический обруч.

[Jesse 958]

12 часов назад, karachun сказал:

@Jesse Только в моей модели внизу нет отверстия. Просто металлический обруч.

да, видимо из-за этого и немного различные результаты. Вчера не было сил и времени уже обмозговать... Но сейчас я вижу следующее на своём графике: вход в контакт с пластикой и выход из него (отсюда и такая дёрганая шкала с несимметричным откликом), а затем просто свободные упругие колебания по соотв-ей собств. частоте.. так то для всего бублика будет суперпозиция, но для отдельного узла - гармоника если правильно полмню

 

21 час назад, karachun сказал:

Благодаря регулярной сетке из линейных гекс модель

да.. регулярные сетки хороши ещё и тем как я понимаю, что можно более точно попасть в аналитику.. а также что получаются более плавные и красивые эпюры без возмущений и искажений; чтобы добиться такой же плавности, тетры надо намного сильнее мельчить..))

20 часов назад, ak762 сказал:

гравитации нет

кстати, по идее гравитация обеспечила б периодичность процесса..

[ak762 307]

 

22 hours ago, karachun said:

Вывел историю эквивалентных напряжений в выделенном элементе. Видно два пика напряжений, совпадающих по времени с контактом деталей. Хвост графика это колебания после отскока.

 

@karachun

1. а чем можно объяснить 2 пика напряжений, ведь гравитация не включена, в моём понимании отскок должен быть 1 раз

2. график для эквивалентных напряжений в выделенном элементе, почему не используете узел, существуют какие-то предпочтения в определённых ситуациях?

 

 

 

20 hours ago, karachun said:

Вот модель в нейтральном формате - по ней Вы легко воссоздадите исходную геометрю или используйте сразу ее. Здесь уже идет геометрия одной четверти.

Вот свойства материалов, у алюминия билинейная модель пластичности. Скорость кольца 5 м/с, гравитации нет, Время контакта-отскока около 5е-4 с, я моделировал до 0.001 с.

тоже посчитал вчера по заданным условиям, стальную деталь обозначил как rigid body для экономии времени расчета

может поэтому такая пилообразная вибрация после отскока, плюс конечно сетка другая, но тенденция результата похожа, + @Jesse со своим графиком подтвердил тоже,

и для себя делаю вывод что решателю в СВ для задач NL dynamics можно доверять.

интересно существуют ли для СВ тесты nafems benchmark non linear dynamics, погуглил попадаются только линейная динамика для вибрации

еще бы научится Total strain energy получать из СВ расчета

[karachun 2 038]

1 час назад, Jesse сказал:

чтобы добиться такой же плавности, тетры надо намного сильнее мельчить..))

При одинаковом размере элементов параболическая тетра выдает примерно такой же результат что и линейная гекса. Но при этом узлов будет намного больше.

У гекс основное преимущество - их можно вытянуть в нескольких направлениях без сильной потери точности. Если грани остаются ортогональными то можно и до соотношения 1:10 вытянуть без особых проблем. С тетрой такой фокус не прокатит.

1 час назад, Jesse сказал:

кстати, по идее гравитация обеспечила б периодичность процесса..

Это в смысле - деталь будет несколько раз отскакивать? Но тогда все это будет считаться вечность. Деталь после отскока колеблется - нельзя задать большой шаг по времени, шаг ограничен сверху частотой колебаний.

16 минут назад, ak762 сказал:

1. а чем можно объяснить 2 пика напряжений, ведь гравитация не включена, в моём понимании отскок должен быть 1 раз

Я думаю что на первом пике кольцо сжимается по вертикали а на втором расжимается, как пружина.

16 минут назад, ak762 сказал:

2. график для эквивалентных напряжений в выделенном элементе, почему не используете узел, существуют какие-то предпочтения в определённых ситуациях?

У меня в пакете напряжения хранятся в элементах. Можно потом их пересчитать в узловые или перед расчетом запросить вывод в узлы, если такое возможно.

К вопросу о том - нужна гравитация или нет. Посчитал вариант с гравитацией - никакой разницы по напряжениям.

Изменено 18 мая 2020 пользователем karachun

[Jesse 958]

2 часа назад, ak762 сказал:

еще бы научится Total strain energy получать из СВ расчета

у меня выводит. в чём проблема то? не читал все сообщ выше.. Или вы хотите целиком для всей модели всю энергию чтоб вывела программа?

@karachun @ak762 как думаете,  с чем связана "пилообразность" графика в хвосте? Аналогично кстати и для эпюры скоростей получается..
численная погрешность? Такое ощущение, что там несколько гармоник друг на друга накладываются...

2 часа назад, ak762 сказал:

интересно существуют ли для СВ тесты nafems benchmark non linear dynamics

в хэлпе СВ нету. Мб и есть где-т на просторах, но не стоит забывать, что эт нелин динамика.. не так-то легко её верифицировать для случая пластики+контакта..)) едва ли вообще возможно даже для супер простых моделей найти точное аналитическое реш-е..