Статический расчет рамы из стальных токостенных профилей

[GrandArmand 9]

Добрый день форумчане!

 

История следующая. Смоделировал в SOLIDWORS модель рамы из тонкостенных стальных гнутых профилей. В SIMULATION добавил крепления, нагрузки, с горем пополам построил сетку конечных элементов. SW выполнил расчет. В результате получил информацию по напряжениям и перемещениям. Меня сильно смущает не деформированный наружный контур рамы. У меня есть сомнения в правильности приложенных закреплений, а именно в применении закрепления "Шарнир" которым я попытался воспроизвести реальное закрепление от болтового соединения, по причине того что считать с добавленными болтами и гайками SW матерится и отказывается. Прошу гуру проверить мою модель, результаты расчета, и сильно меня не пинать, ибо новичок в SIMULATION. Заранее благодарю!

Модель доступна по ссылке ниже. Файл "RAMA".

https://drive.google.com/file/d/1VXw9pDDJEjeJBKh3NhDLDocB2H4i4Ckh/view?usp=sharing

[Jesse 958]

12 часов назад, ak762 сказал:

а ещё мне понравилось элегантное решение вопроса у Алямовского, где он разбивает твердое тело на 2 части по толщине при анализе сильфона, сам еще не пробовал но хочу повторить

Для большой модели это будет всё равно менее выгодно по времени, чем оболочками, учитывая еще и то, что большую сложной формы модель не так то легко поделить таким макаром..)

Он там это сделал чтоб просто сравнить с решениями по оболочкам, и то делает вывод что оболочки лучше даже для такой небольшой  и простой модели сильфона

[ДОБРЯК 602]

14 минут назад, Jesse сказал:

Он там это сделал чтоб просто сравнить с решениями по оболочкам, и то делает вывод что оболочки лучше даже для такой небольшой  и простой модели сильфона

Лучше по каким параметрам? По времени, по точности или ...

[Jesse 958]

10 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Лучше по каким параметрам? По времени, по точности или ...

да по всем вместе и  сразу..)
Помнится он там только лишь под внутренним давлением работал эжтот сильфон, то бишь по идее даже 1 одного эл-та по толщине хватит, т.к. не будет изгиба, а лишь растяжение в кольцевом/меридиональном направлениях (аля моменттная теория оболочек)

 

зачем действительно гоняться за +0,01% точности решением тетрами, когда оболочками нарисовал и всё

[FOX88 8]

В 16.06.2020 в 08:23, Jesse сказал:

Для большой модели это будет всё равно менее выгодно по времени, чем оболочками, учитывая еще и то, что большую сложной формы модель не так то легко поделить таким макаром..)

Он там это сделал чтоб просто сравнить с решениями по оболочкам, и то делает вывод что оболочки лучше даже для такой небольшой  и простой модели сильфона

Если мне не изменяет память в книге "инженерный анализ для профессианалов" в разделе резонанс и динамика Алямовский считает солидами сварную раму, сейчас не могу скриншоты приложить литресс глючит :( поэтому я думала что, если есть время и лень преобразовывать модели в оболочки можно и солидами

Изменено 17 июня 2020 пользователем FOX88

[FOX88 8]

Изменено 17 июня 2020 пользователем FOX88

[Jesse 958]

1 час назад, FOX88 сказал:

Ну, в общем-то так и надо. В опорах ведь

 

1 час назад, FOX88 сказал:

ну тут расчёт тетрами важен с точки зрения точности в местах контакта рёбрышек и швеллеров, под весом этого шкафа.. ибо там возникнут значительные сжимающие нагрузки, которые никак не могут быть учтены по теории оболочек (сжимающие напряжения по площадкам, параллельным полу). Если напряжения в этих точках не интересуют, можно смело считать оболочками; с другой стороны, при расчёте тетрами в этих местах будут сингулярности напряжений, то есть как бы точность соблюдаем, а оценить корректно НДС не можем. Вот такая вот штука

На самом деле, такие сварные конструкций, как правило, из одинакового сортамента делаются, то бишь можно в дереве анализа сгруппировать их, и, выделив все разом, райт кликом сразу назначить нужную толщину и тип оболочки. Очень экономит время. (я всегда назначаю "толстые", ибо разницы по скорости расчёте с Тонкими не заметил, а первые всегда точнее).

На моей работе ёмкости с габаритами D1000x2000x6 мм - обычное дело. Вот я тут бачок как раз на СЧ считал..
 Думаете, в таком случае стоит тетрами делать?)) Да с такими соотношениями диаметров к толщине я даже не задумываюсь, в какую сторону назначать толщину для оболочки, ибо разницы почти нету..))

 

ну вот сегодня как раз похожий случай был расчёт СЧ. Я эту сварную раму тоже тетрами сделал, а обечайку, днище - оболочками. Хотя опять таки в случае расчёта СЧ мы бы проиграли только в продольных колебаниях мешалки, а мне нужны были только первые 5, а они - изгибы мешалки и обечайкито бишь опять таки всё можно было всё оболочками сделать. Но я поленился рисовать, ибо у меня много таких баков для расчёта СЧ - тупо скопировал из КОмпаса эту раму и присобачил к остальной моделиТам и элементов прилично получилось близких к вырожденным, %1,5-2, ибо конструкторская модель, фаски всякие и т.п. Но в целом и так сойдёт. На общую жёсткость не особо повлияет

Изменено 17 июня 2020 пользователем Jesse

[FOX88 8]

Спасибо, теперь понемногу все встает на свои места в голове, единственно что по швеллерам так легко не расправится, у них стенки и ребра разной толщины ( сейчас даж гост глянула)

[Jesse 958]

37 минут назад, FOX88 сказал:

Спасибо, теперь понемногу все встает на свои места в голове, единственно что по швеллерам так легко не расправится, у них стенки и ребра разной толщины ( сейчас даж гост глянула)

сгруппируйте рёбра в одну папку как на моём скрине, а швеллера в другую. И за 2 клика назначите всем толщину.

[karachun 2 038]

11 часов назад, FOX88 сказал:

у них стенки и ребра разной толщины

Оболочки могут быть переменной толщины - у каждого угла элемента своя толщина. Если есть исходная трехмерная геометрия то препроцессор может сам подобрать нужную толщину в каждом угле элемента. Но такое требуется очень редко. Для того же швеллера обычно берут среднюю толщину полки.

 

[Jesse 958]

В 18.06.2020 в 10:20, karachun сказал:

Оболочки могут быть переменной толщины - у каждого угла элемента своя толщина. Если есть исходная трехмерная геометрия то препроцессор может сам подобрать нужную толщину в каждом угле элемента. Но такое требуется очень редко. Для того же швеллера обычно берут среднюю толщину полки.

 

В Солиде такое тоже можно провернуть, только не на уровне КЭ, а на уровне геометрии: просто разбить грани поверхности на нужное кол-во, и определить оболочки выбранными гранями, для каждой грани своя толщина. Сомневаюсь что это сильно дольше по времени, чем в Фемапе Ну и главное не ошибиться, чтоб толщина была назначена в одну и ту же сторону. Для данного примера будет иметь определяющее значение.
То, что происходит в угле ("поглощение" толщин) - отдельный вопрос. Для оболочек небольшого размера я на всякий случай делаю как в реальности - без "пересечения" толщин, ибо жёсткость завышается чутка...

[karachun 2 038]

21 минуту назад, Jesse сказал:

То, что происходит в угле ("поглощение" толщин) - отдельный вопрос. Для оболочек небольшого размера я на всякий случай делаю как в реальности - без "пересечения" толщин, ибо жёсткость завышается чутка...

Добавка мизерная и обычно, для того же двутавра, уже сама полка берется одинаковой толщины так что "снявши голову по волосам не плачут". Это все допустимые упрощения.

А что касается переменной толщины то у этого подхода есть один минус, по крайней мере а Фемап, после настройки этой толщины она становиться неуправляемой. Т.е. все эти элементы на нижней пластине имеют одно свойство но сами толщины переназначены в каждом элементе отдельно - их нельзя все увеличить на определенный процент, можно только выбрать все элементы и снять эту переменную толщину - опять привести к единой толщине.

Но вообще, для чего-то криволинейного такой инструмент будет полезен.

[ak762 307]

54 minutes ago, Jesse said:

Для оболочек небольшого размера я на всякий случай делаю как в реальности - без "пересечения" толщин

а в том же двутавре вертикальную поверхность к полкам подтягиваешь вручную  или в симулейшен выставляешь

в контактах зазор в опции Некасающиеся грани?

[Jesse 958]

лучше без зазоров. Ибо на стыках связанный контакт может плохо сработать, а с зазором трудно проконтролировать адекватность результатов. В этом примере контакт оболочки и тв. тела (обечайка и днище) был зазор, и вроде как всё совместно деформировалось. Однако кой где были небольшие градиенты напрягов. В итоге оказалось, что ввиду недостаточно точной сетки на стыке контакт плохо сработал. Эпюра визуализации контакта (оч полезная фича) подтвердила сей факт.

40 минут назад, ak762 сказал:

Некасающиеся грани?

Включение этой опции авт-ки активирует несовместную сетку, а это означает что лучше в свойствах расчёта включать опцию "Incompatible bonding options"/Несовместимые пар-ры связи, ибо на стыках могут возникнуть сингулярности. А так более точный расчёт. Правда чуть дольше, но с норм сеткой и итерац-м решателем не такой долгий

 

Т-образные стыки по общей кромке лучше считать с опцией "Кромка-грань/пары кромок" в настройках контаакта

Изменено 19 июня 2020 пользователем Jesse

[ak762 307]

12 hours ago, Jesse said:

Включение этой опции авт-ки активирует несовместную сетку, а это означает что лучше в свойствах расчёта включать опцию "Incompatible bonding options"/Несовместимые пар-ры связи, ибо на стыках могут возникнуть сингулярности. А так более точный расчёт. Правда чуть дольше, но с норм сеткой и итерац-м решателем не такой долгий

о какой опции речь? в свойствах расчёта Incompatible bonding options  уже существует и там 3 опции на выбор 

12 hours ago, Jesse said:

Включение этой опции авт-ки активирует несовместную сетку,

а у меня в СВ2017 показывает что и совместимая может использоваться с Некасающиеся грани

[Jesse 958]

14 часов назад, ak762 сказал:

у меня в СВ2017 показывает что и совместимая может использоваться с Некасающиеся

Если геометрически грани не касаются, то в любом случае создаётся несовместимая сетка. Просто там где сможет прога сделает совместимую...

 

14 часов назад, ak762 сказал:

какой опции речь? в свойствах расчёта Incompatible bonding options  уже существует и там 3 опции на выбор

А да. Ну там выбрать более точный. В литературе этот способ называется Mortar contact чё т такое... "строительный раствор". Типа как контактные элементы создаются, и точность связи зависит от плотности сетки на границах. В старых версиях СВ его не было и приходилось мириться с сингулярностями или идти на ухищрения..

[Jesse 958]

56 минут назад, Jesse сказал:

Mortar contact

"mortar bonding technique"
здесь можете послушать в вебинарчике
https://www.youtube.com/watch?v=JoreYL2l4No

Вообще, при bonded контакте с невсоместной сеткой там логика схожая с контактной задачей: есть Source, Target и имеет значение где какие элементы выбраны, в каком порядке. Особенно это важно при гибридной сетке. А при совместной сетке не имеет значения, то бишь местами можно поменять Source и Target и то же самое будет. Чтоб вручную не париться с назначением контактных условий для каждой пары кромок/граней, то лучше  глобальный контакт назначить с зазором (не только не слишком большим, чтоб лишнее "не схватил"), а там программа сама всё правильно разберётся, сделает в каком правильном порядке источник и цель.. 

Главное учесть, как выше писал, что если назначена несовместная сетка, то лучше More Accurate выбирать.

Эта логика кстать Source-Target во многих прогах есть, и в Ансисе, и в Фемапе тож наверно. Если утрировать, то на Source более точная сетка почти всегда.
 

 

@ak762 , а так если ща путаница небольшая, то с опытом эти вещи приходят, понимание..сам сначала путался, потом посчитал 5-10 ёмкостей с нуля нарисованные, разобралсяи вы разберётесь, ничё сложного там нет 

 

Изменено 20 июня 2020 пользователем Jesse

[GrandArmand 9]

В 16.06.2020 в 01:20, karachun сказал:

Поищите на ютубе уроки по словам "solidworks simulation beams", почитайте у Алямовского, в хелпе должны быть учебные примеры и подробные пояснения. Не ленитесь. Информации море и она лежит на поверхности.

Начните с простого - возьмите одну консольную балку, посчитайте ее балочными элементами. Сравните с аналитикой. Потом сделайте сетку из пластин и пересчитайте.

Это Ваш первый расчет? До этого в каких-нибудь расчетных пакетах работали?

Добрый день!

 

Осваиваю расчеты металлоконструкций в балках. Подскажите пожалуйста с чем может быть связано что SW не отображает узлы, которые я планирую использовать для закрепления. Какие то проблемы с трёхмерным эскизом? По ссылке (https://www.loom.com/share/fa2e13c7e62e44ffa7883f1fca52fa7f) доступно видео.

[GrandArmand 9]

@karachun @kolo666 помогите пожалуйста товарищи

[karachun 2 038]

@GrandArmand извините, но я не в курсе.

[GrandArmand 9]

17 минут назад, karachun сказал:

@GrandArmand извините, но я не в курсе.

Будем ждать коллег по цеху, которые наступали на подобные грабли.