sw simulation Отличие в расчетах в SW Simulation и вручную

[GrandArmand 9]

Добрый день уважаемые форумчане!

 

Есть следующая ситуация. Уже примерно месяц как осваиваю (до сих пор было всё хорошо:) ). В SW Simulation выполнил статический расчет балки со следующими расчетными параметрами:

1. Материал балки: Ст3

2. Пролет 3м.

3. Шаг балок 600мм.

4. Нагрузка на балку от веса людей и оборудования принята 3кПа=306кгс/м2. Или 306*0,6=183,6кгс/м. Или 1801 Н/м.

5. Нагрузка от материала обшивок балки сверху и снизу принята 27 и 6,4 гкс/м2 соответственно. Или  16,2кгс/м и 3,84кгс/м соответственно. Или 158,9 Н/м и 37,66 Н/м соответственно.

6. Приложена собственная нагрузка балки 18,5кгс на всю балку. Или 184 Н на всю балку.

Итог расчета. Максимальный прогиб балки составил 57мм.

Весь цимес ситуации возник после расчета прогиба балки на листе бумаги. Согласно расчету максимальный прогиб балки составляет 1,6мм.

Т.е. получилась разница между расчетными прогибами в SW Simulation и вручную по формуле в 36 раз.

Слёзно прошу гуру и боевых расчетчиков помочь мне и направить в сторону ошибки.

Фото листа бумаги с расчетом и файл расчета в SW Simulation 2020 прилагаю. Также прилагаю чертеж сечения балки с геометрическими характеристиками.

Заранее благодарен.

Балка. С.2,0.0240х0070.2985.00. (306+27+6,4+G)кг на м2. Шаг 600мм.SLDPRT Балка. С.2,0.0240х0070.2985.00. (306+27+6,4+G)кг на м2. Шаг 600мм-Статический 1.CWR

Призываю в тему великих:

@karachun @ak762 @ДОБРЯК @FOX88 @Jesse

Изменено 22 июля 2020 пользователем GrandArmand

[Jesse 969]

@ДОБРЯК , @Fedor . Вы оба не правы..)

 

Результаты для жёсткой заделки:
Макс перемещ в порядке возрастания: тонкие обол - тетры - толстые обол

 

 

 

Также сделал с ГУ чтоб по всей ширине пластинки были одинаковые напряги (бесконечная пластина). Но по перемещениям результаты те же:

p.s.: о самый "жёсткий" вариант предсказанный Фёдором - тонкие оболочки..)
Не знаю, мб эт не оч корректный пример или кто в своих прогах сравнит.

 

p.p.s: сравнивать макс напряжения для данного примера, думаю, бесполезно..

Изменено 27 августа 2020 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

@Jesse Толстые/тонкие оболочки, это в смысле по теории Миндлина-Рейснера и Кирхгофа-Ляве соответственно? Я думал что везде используют только Миндлина-Рейснера.

[Fedor 1 616]

Цитата

 самый "жёсткий" вариант предсказанный Фёдором - тонкие оболочки

И в чем же я не прав ?  :)

[Jesse 969]

6 часов назад, Fedor сказал:

Каждый набор гипотез ужесточает конструкцию. Гипотезы вводят для упрощения задачи, а не для уточнения

Из этой фразы я понял, что в вашем понимании "объемная" пластина - самая податливая. Толстые обол жёстче, тонкие - самые жесткие..)

 

3 часа назад, Fedor сказал:

Истина то, что непротиворечиво

Не достаточно для истины..)

33 минуты назад, karachun сказал:

@Jesse Толстые/тонкие оболочки, это в смысле по теории Миндлина-Рейснера и Кирхгофа-Ляве соответственно? Я думал что везде используют только Миндлина-Рейснера.

Ага, по этим теориям.

Тоже всегда использую толстые оболочки в своих расчетах, даже где ооочень тонкостенные конструкции. Время расчета то же самое. Вообще странно получается: тонкие/толстые обол в СВ, есть. Балка Тимошенко есть. А Эйлера-Бернулли нету..)

[karachun 2 038]

7 минут назад, Jesse сказал:

Вообще странно получается: тонкие/толстые обол в СВ, есть. Балка Тимошенко есть. А Эйлера-Бернулли нету..)

Странно что есть теория тонких оболочек. Ведь толстые оболочки уже умеют все то же что и тонкие и еще учитывает сдвиговые деформации.

В Настране нет ни тонких оболочек ни балок Эйлера-Бернулли. Экономия вычислительных ресурсов от использования упрощенных теорий незначительна.

[Jesse 969]

2 минуты назад, karachun сказал:

Странно что есть теория тонких оболочек

Ну так то да..) меньше шансов что неопытный человек ошибется.

Так то есть еще композитные оболочки. Наверно, изначально были только тонкие, и решили не убирать чтоб список не выглядел куцым:Dтипа выбор больше двух вариантов

Изменено 27 августа 2020 пользователем Jesse

[Fedor 1 616]

Цитата

Не достаточно для истины..)

Гильберт считал что достаточно для истинности математических высказываний :)

Цитата

Из этой фразы я понял, что в вашем понимании "объемная" пластина - самая податливая.

Это так если точно решать в теории упругости. У Вас наверное линейные пирамидки.  Я писал что экспериментировал с кубичными и квадратичными прямоугольничками :) 

Изменено 27 августа 2020 пользователем Fedor

[Jesse 969]

2 часа назад, Jesse сказал:

Также сделал с ГУ чтоб по всей ширине пластинки были одинаковые напряги (бесконечная пластина).

Кстати, тут я налажал.. чё т сразу не додумал... По теории упругости из-за стеснения деформации по бокам у нас по толщине деформации будут вследствие Пуассона, а у пластин этого не будет. Копейки, конечно, для такой толщины. Но всё же.

В случае обычной жесткой заделки всё ОК.

 

7 минут назад, Fedor сказал:

и. У Вас наверное линейные пирамидки.  Я писал

Не. У меня тетры квадратичные. 4 слоя для изгиба с головой..)

[Fedor 1 616]

Тогда не понятно почему. Не доверяю я пирамидкам. Ну да разница 0.1% между толстой и трехмерной  , для тонкой и толстой 0.5%   :) 

Изменено 27 августа 2020 пользователем Fedor

[ДОБРЯК 606]

3 часа назад, Jesse сказал:

p.s.: о самый "жёсткий" вариант предсказанный Фёдором - тонкие оболочки..)
Не знаю, мб эт не оч корректный пример или кто в своих прогах сравнит.

Если проводить расчеты тонкостенных конструкций по теории толстостенных оболочек, то жесткость будет больше чем по теории тонких оболочек.

Поэтому Зенкевич и пишет что уменьшается количество точек интегрирования. Толстая оболочка становится мягче и это приближает ее к тонкой оболочке Кирхгофа. Поэтому и делают такой искусственный прием.

У Зенкевича это все описано еще в 1965. Почитайте Занкевича...

[Jesse 969]

7 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Почитайте Занкевича

Отсылки к Зенкевичу или рекомендации почитать Зенкевича - самое распространённое явление в ваших вечных спорах с Фёдором

 

10 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Если проводить расчеты тонкостенных конструкций по теории толстостенных оболочек, то жесткость будет больше чем по теории тонких оболочек

Разница ж нет какая толщина оболочки. Толстые оболочки всегда точнее. 

Особо не думал об этом, но тоже как-то полагал, что толстые оболочки по логике должны быть жёще. Ну тип есть сопротивление деформациям сдвига. Думалось, что по аналогии как дополнительная степень свободы дать балочке, и она будет воспринимать скручивающие деформации вместе с изгибом, то есть жёстче станет. В этом смысл.

Но всё хитрее, очевидно.. надо копать в уравнения почему так получается.. В функционале энергии мб фишка.

36 минут назад, Fedor сказал:

Тогда не понятно почему. Не доверяю я пирамидкам. Ну да разница 0.1% между толстой и трехмерной  , для тонкой и толстой 0.5%   :) 

Нужны пруфы вашей гипотезы!)

[Fedor 1 616]

Посмотрите внимательно на рис.14.7 

Посмотрите стр 586 ПУК т 1  ...  

Изменено 27 августа 2020 пользователем Fedor

[Jesse 969]

48 минут назад, Fedor сказал:

Посмотрите внимательно на рис.14.7 

Посмотрите стр 586 ПУК т 1  ...  

Ну эт понятно..) у Беляева иоже было где-то прогибы ьалочки с учетом сдвигающих усилий. Но это ведь всё частности..

Как понять, что по теории тонких пластин любая  конструкция всегда жёстче?)

[ДОБРЯК 606]

25 минут назад, Jesse сказал:

Отсылки к Зенкевичу или рекомендации почитать Зенкевича - самое распространённое явление в ваших вечных спорах с Фёдором

Я с ним не спорю. И с вами не спорю.

Почитайте Образцова если не верите Зенкевичу.  Тоже самое написано, что уменьшая количество точек интегрирования вы уменьшаете деформации сдвига в толстой оболочке. И КЭ становится мягче. Если учитывать деформации сдвига то элемент будет жестче. 

Это проверено численными тестами тысячи раз разными людьми.

Без численных тестов в МКЭ Федор ничего не докажите. А ему лень делать численные тесты. Но хочется поговорить и показать свои знания. Этот вопрос Федор поднимал раз 10 на этом форуме за 15 лет.

И еще раз десять поднимет. И будет доказывать, что если забивать гвозди, то... .

 

 

 

 

 

[ДОБРЯК 606]

23 минуты назад, Jesse сказал:

Как понять, что по теории тонких пластин любая  конструкция всегда жёстче?

Не любая а тонкостенная. По теории тонких оболочек считают тонкостенные конструкции.

Без численных тестов этого нельзя доказать.

Тонкий КЭ это элемент Эрмита. Очень трудно сделать чистую совместную тонкую оболочку. Для 6-ти и 8-ми узловых оболочек я не встречал технологии построения таких элементов.

[Fedor 1 616]

8 часов назад, Jesse сказал:

Ну эт понятно..) у Беляева иоже было где-то прогибы ьалочки с учетом сдвигающих усилий. Но это ведь всё частности..

Как понять, что по теории тонких пластин любая  конструкция всегда жёстче?)

Так видите же что идет добавка к к тонким пластинам положительная. А философию этого  я ранее изложил :)

 

Цитата

Для 6-ти и 8-ми узловых оболочек я не встречал технологии построения таких элементов

мелкий вопрос, есть такая технология - http://www.pinega3.narod.ru/ermit.htm   :) 

Изменено 28 августа 2020 пользователем Fedor

[ДОБРЯК 606]

@Jesse теперь видите, что разговор только для того чтобы давать ссылки на свои статьи. Три месяца назад уже обсуждали эту статью.

Цитата

Эти результаты, в отличие от предыдущих, не проходили проверки программированием и вызывают некоторые сомнения. Особенно это касается треугольных элементов, с которыми наверное стоит еще потрудиться. Но автор не планирует в ближайшее время заниматься  стержнями и оболочками.

Статья написана в 2000 году. 

Но автор утверждает и доказывает какие именно оболочки и стержни будут мягче.

Но не планирует ими заниматься.

Через 2-3 месяца он опять вернется к этому разговору в любой теме.

 

Изменено 28 августа 2020 пользователем ДОБРЯК

[Fedor 1 616]

Тут вроде все понятно о том какая модель более жесткая. А по поводу статьи так двадцать лет как технология получена. И есть программа в которой это задействовано. Ссылку давал раньше. Просто мелкий вопрос и другая любовь за собой повела, как распевали в подворотнях юности бренча на гитарах и потягивая портвешок :)  

Заниматься в смысле статьи, а не расчетов. Это же понятно. А перекрытий, балок и их комбинаций пересчитал кучу занимаясь стройками народного капиталистического хозяйства. Могли бы и смекнуть  :)

Изменено 28 августа 2020 пользователем Fedor

[Jesse 969]

@ДОБРЯК @Fedor короче, тут 3 очевидных пути доказательства "гипотезы Фёдора" о том, что тонкие оболочки жёстче толстых, а толстые жёстче солидов.

1) Аналитический (уравнения, вариационная формулировка, суммарная энергия деформации);

2) Численно-теоретический (вариационная формулировка, точки интегрирования и т.п. и т.д. о чём вы выше писали);

3) Численные эксперименты (проверить 15-20-30 различных несложных конструкций под разными нагрузками, составить табличку мб). Тут могут быть некоторые сложности ввиду назначения ГУ для солидов и для оболочек - не всегда легко добиться эквивалентности. Но какие-нибудь замкнутые негладкие (изгиб+растяжение) сосуды под давлением несложной формы уже проще сравнивать. Некоторые можно вообще без ГУ посчитать, разве что симметрию в цилиндрической СК наложить для скорости..))

 

В принципе, будет время могу взяться за 3 вариант (другие добровольцы приветствуются). Ибо вопрос интересный и важный в практическом смысле.. глянул несколько примеров в книженции, расклад в первом сообщении на этой странице не изменился: самый жёсткие - тонкие оболочки, самые податливые - толстые. Солиды посерёдке. В таком случае перед толстыми оболочками открывается ряд дополнительных перспектив, а именно помимо скорости расчёта мы ещё и в запас как бы считаем по сравнению с солидами (хоть они и более точные).

12 минут назад, Fedor сказал:

Тут вроде все понятно о том какая модель более жесткая

ничего не понятно..) эти простые сопроматные примеры могут служить лишь частным случаем. То бишь в каких-то случаях комбинации внутр силовых факторов, геометрии оболочки, при больших перемещениях мб   толстые оболочки могут оказаться жёстче

Изменено 28 августа 2020 пользователем Jesse

[Fedor 1 616]

https://www.karaoke.ru/song/7744.htm   .  Лучше поищите где Биргер взял эти формулы для теории толстых плит. Первоисточник.     А их качественная логика очевидна если рассмотреть методом сечений фрагмент консольной балочки с перерезывающей силой. В пластинках и оболочках аналогично в силу расширения :)

Я как то хотел понять откуда в справочнике взялась формула для связи коэффициента запаса и надежности и вот что получилось http://www.pinega3.narod.ru/verz.htm   Так что дерзайте. Потом нас познакомите :)

Изменено 28 августа 2020 пользователем Fedor