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

[karachun 2 038]

7 минут назад, GrandArmand сказал:

Что вы подразумеваете под линейным расчетом? Посчитать балку вручную?

А вот это очень плохо.

Линейный расчет это расчет в малых перемещениях, без учета нелинейности материала. Нелинейный расчет это соответственно учет больших перемещений (геометрическая нелинейность) и нелинейности материала. Контакт пока оставим за бортом.

Все конструкции в реальности ведут себя нелинейно но 95% из них можно упростить до линейной постановки. Т.е. нелинейный расчет всегда точнее линейного но он не всегда нужен.

В солиде линейный расчет это Static а нелинейный это Nonlinear. Те большие перемещения на которые ругался солид это и есть геом. нелинейность.

И все это Вы должны были знать еще до того как запустили расчет, а Вы вместо этого просто тыкали кнопки в надежде на результат.

Изменено 9 сентября 2020 пользователем karachun

[ДОБРЯК 611]

9 минут назад, karachun сказал:

Ясное дело что в линейщине все ужасно, но интересно же посмотреть как себя поведет балка в нелинейщине.

Ты модель сбросил в метрах а результы на цветной картинке в мм.

При этом модель без закреплений и нагрузки. Как можно что-то проверить.

Почему результаты в мм? Это можешь объяснить?

[karachun 2 038]

16 минут назад, GrandArmand сказал:

это эпюра суммарных перемещений

Да.

 

Ладно, это все сказки были. А вот сейчас будет то, ради чего мы все здесь собрались.

В Настране я просчитал модель с уголками до нагрузки 0.19 от номинала. Балка выгнулась в бараний рог. Это с учетом больших перемещений. Максимальная прогибь составила 0.34 м.

Одним словом.

https://www.youtube.com/watch?v=zddj4BA_7OM

Сечение балки нужно значительно усиливать или заменять на прямоугольную трубу.

Ну и курить мануалы по нелинейным расчетам. Бессмысленно лезть в нелинейщину не понимая основ.

13 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Почему результаты в мм? Это можешь объяснить?

Потому что картинка из солида а модель из Фемапа, а в качестве единиц измерения я признаю только м, кг, сек. Не люблю я с этими миллиметрами возиться.

Вот сетка с нагрузкой и закреплениями.

For_Dobryak_v2.zip

Изменено 9 сентября 2020 пользователем karachun

[GrandArmand 9]

13 минут назад, karachun сказал:

А вот это очень плохо.

Линейный расчет это расчет в малых перемещениях, без учета нелинейности материала. Нелинейный расчет это соответственно учет больших перемещений (геометрическая нелинейность) и нелинейности материала. Контакт пока оставим за бортом.

Все конструкции в реальности ведут себя нелинейно но 95% из них можно упростить до линейной постановки. Т.е. нелинейный расчет всегда точнее линейного но он не всегда нужен.

В солиде линейный расчет это Static а нелинейный это Nonlinear. Те большие перемещения на которые ругался солид это и есть геом. нелинейность.

И все это Вы должны были знать еще до того как запустили расчет, а Вы вместо этого просто тыкали кнопки в надежде на результат.

Согласен! Исправлюсь! Благодаря вам.

На картинке я правильно понял, Статический = Линейный, Нелинейный расчет выбирается из меню ниже?

[karachun 2 038]

@GrandArmand Обязательно разберитесь с нелинейностью в солиде и уже потом переходите к расчетам.

https://www.youtube.com/watch?v=L55orKqnhNg

https://www.youtube.com/watch?v=xrWhyn9eeTw

1 минуту назад, GrandArmand сказал:

На картинке я правильно понял

Да.

Если на пальцах то геом. нелинейность (учет больших перемещений) критична для спиннинга который изгибается под 90 градусов. Если считать его по классическому сопротивлению материалов то разница будет громадной.

[ДОБРЯК 611]

12 минут назад, karachun сказал:

Если на пальцах то геом. нелинейность (учет больших перемещений) критична для спиннинга который изгибается под 90 градусов.

Для задачи Эйлера критична)) эта задача. Поэтому он и решил эту задачу.

А задачу спиннинга Эйлер не решал.

[Jesse 979]

5 часов назад, GrandArmand сказал:

Если продолжаю в режиме малых перемещений получаю модель с большими перемещениями и запредельными напряжениями

так бывает, если выбран решатель Intel Dir Sparce и контакты не сработали. С другим сразу бы вылетела ошибка, а не предупреждение о больших перемещениях. В нём зашиты мягкие пружинки что-то типа того, и сразу видно бывает что модель разлетается. То есть не хватает контактов или ограничений.
Ну либо вы сами активировали мягкие пружины.

 

2 часа назад, karachun сказал:

5 часов назад, GrandArmand сказал:

Как выключить режим больших перемещений?

ПКМ на анализе и выбрать Properties.

это свойства нелинейного анализав статическом просто снять галку "большие перемещения". Если один раз согласиться на большие перемещения, то она остаётся включённой.

 

3 часа назад, karachun сказал:

Надо в свойствах глобального контакта задать зазор, для поиска контактирующих поверхностей.

Ну если утрировать без подробностей, то ещё и нижнюю галочку включать практически всегда будет правильно. Плюс в свойствах анализа где "Параметры несовместной сетки" выбрать "Точно/Accurate" (чаще всего выбирается по умолчанию, но раз на раз...)

37 минут назад, karachun сказал:

54 минуты назад, GrandArmand сказал:

Я правильно понял, что если мне SW Simulation сообщает о больших перемещениях, это значит что балка 100% при данных граничных условиях не понесет нагрузку?

Нет, это значит что солид в процессе расчета обнаружил что деформации модели велики а значит нужно учитывать большие перемещения

тут на самом деле тонкий момент..)
это сообщение о больших перемещениях выскакивает всегда, когда перемещения в модели велики относительно характерных размеров модели.

Цитата

For all models, checks the maximum displacement (Euclidean norm) among the total number of nodes and compares it to the characteristic length of the model. If the ratio of the maximum displacement over the characteristic length of the model is larger than 10%, a warning message appears. The characteristic length of the model (L) is calculated as:

http://help.solidworks.com/2019/english/SolidWorks/cworks/c_Large_Displacement_Solution.htm

 

Но ведь существуют конструкции, где вроде как перемещения большие перемещения, а на самом деле в линейной всё в линейной зоне. Пружины, например..

[GrandArmand 9]

39 минут назад, karachun сказал:

@GrandArmand Обязательно разберитесь с нелинейностью в солиде и уже потом переходите к расчетам.

https://www.youtube.com/watch?v=L55orKqnhNg

https://www.youtube.com/watch?v=xrWhyn9eeTw

Более менее разобрался. Вот в этом видео отлично объясняется принцип. Надо пробовать.

 

[karachun 2 038]

@GrandArmand Вот в таком виде считается но очень медленно. нагрузку я уменьшил в 10 раз.

1.SLDPRT

[GrandArmand 9]

58 минут назад, karachun сказал:

В Настране я просчитал модель с уголками до нагрузки 0.19 от номинала. Балка выгнулась в бараний рог. Это с учетом больших перемещений

0,19 это 2697Н, примерно 270кг на балку, жесть...

[karachun 2 038]

17 минут назад, GrandArmand сказал:

Более менее разобрался

Только там в основном про нелинейное поведение материала.

Чтобы прочувствовать геометрическую нелинейность можете взять стальной лист 1х100х1000 мм, закрепите его по двум узким сторонам и нагрузите давлением в 1000 Па. Просчитайте в линейной и нелинейной постановке, материал оставьте линейным. Результат Вас сильно удивит.

1 минуту назад, GrandArmand сказал:

жесть...

...была бы когда эту балку сделали и нагрузили.

Изменено 9 сентября 2020 пользователем karachun

[ДОБРЯК 611]

42 минуты назад, Jesse сказал:

так бывает, если выбран решатель Intel Dir Sparce и контакты не сработали. С другим сразу бы вылетела ошибка, а не предупреждение о больших перемещениях. В нём зашиты мягкие пружинки что-то типа того, и сразу видно бывает что модель разлетается. То есть не хватает контактов или ограничений.

Прямой решатель только решает. В нем ничего не зашито. 

То что модель разлетается можно понять только после решения.

В процессе решения программа  видит)) что ноль на главной диагонали при численной факторизации матрицы жесткости. 

А если итерационный метод, то программа видит, что невязка стремится к бесконечности.

24 минуты назад, karachun сказал:

Чтобы прочувствовать геометрическую нелинейность можете взять стальной лист 1х100х1000 мм, закрепите его по двум узким сторонам и нагрузите давлением в 1000 Па.

Геометрическая нелинейность критична когда жесткость уменьшается, а не когда увеличивается.

[Jesse 979]

54 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

Прямой решатель только решает. В нем ничего не зашито. 

вот кубик. Приложил силу. Ограничений никаких нет. Считает только с Intel Direct Sparce. С другими решателями расчёт крашится..


Это @ak762 , помнится, обратил внимание на этот решатель. То есть помимо скорости расчёта по сравнению с обычным прямым решателем, он вот такой вот бенефит даёт

[piden 2 874]

40 minutes ago, Jesse said:

он вот такой вот бенефит даёт

Бенефит в получении решения не смотря ни на что?)

Растянуть кубик на 5 км и вывести на экран - это то, что так нужно пользователям СВ! Зато не крашится, да)

Изменено 9 сентября 2020 пользователем piden

[ДОБРЯК 611]

46 минут назад, Jesse сказал:

вот кубик. Приложил силу. Ограничений никаких нет. Считает только с Intel Direct Sparce. С другими решателями расчёт крашится..

1. Мягкие пружинки вводит не решатель. Решатель может только закрепить ту степень свободы для которой ноль на главной диагонали в процессе решения. В данном примере чтобы ввести точку отсчета.

2. Вы ничего не решили в этом случае. Проба равновесия не сходится. Сумма приложенных и опорных сил должна быть равна нулю. А в данном случае опорных сил нет. Нет закрепленных степеней свободы.

Вы получили перемещение тела как жесткого целого. Такой искусственный прием после составления глобальной матрицы жесткости и до решения уравнений. Этот прием и называется мягкими пружинками.

[piden 2 874]

24 minutes ago, ДОБРЯК said:

Вы получили перемещение тела как жесткого целого.

Судя по шкале - как нежесткого целого 

[ДОБРЯК 611]

Перемещение и поворот как жесткого целого.

Чтобы были деформации кто-то должен закрепить. Или расчетчик или программа.

[Jesse 979]

1 час назад, piden сказал:

Бенефит в получении решения не смотря ни на что

да по работе задачки попались по потери устойчивости, там и пригодилось кой где в нелинейном анализе..)

 

1 час назад, piden сказал:

Растянуть кубик на 5 км и вывести на экран - это то, что так нужно пользователям СВ! Зато не крашится, да)

ну твой недоученик @kolo666 во всех своих недовидосиках (прости, его видео опять увидел здесь, не удержался..) как попугай только и повторяет, о том что надо обязательно делать анализ частот чтоб понять причину неудачного расчёта статического анализа: убедиться, что тип контакты не сработали, недостаточно ГУ, нестабилильность и т.п.
В СВ помимо этого решателя есть ещё парочку способов понять что, к примеру, проблема в контактах, не выходя из статики. И это намного быстрее. А не сразу бежать делать анализ частот

Изменено 9 сентября 2020 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

46 минут назад, Jesse сказал:

ну твой недоученик @kolo666 во всех своих недовидосиках (прости, его видео опять увидел здесь, не удержался..) как попугай только и повторяет, о том что надо обязательно делать анализ частот чтоб понять причину неудачного расчёта статического анализа: убедиться, что тип контакты не сработали, недостаточно ГУ, нестабилильность и т.п.
В СВ помимо этого решателя есть ещё парочку способов понять что, к примеру, проблема в контактах, не выходя из статики. И это намного быстрее. А не сразу бежать делать анализ частот

Это больше похоже на недоработку чем на преимущество. Лучший контакт это когда элементы имеют общие узлы и тогда никаких интерфейсов вообще нет. Тогда и отваливаться нечему.

Если верить справке то и солид тоже старается автоматически мерджить узлы, если задана конформная сетка и контакт типа Bonded.

https://help.solidworks.com/2019/english/SolidWorks/cworks/c_Compatible_and_Incompatible_mesh.htm

Если построить сетку без контактов то только модальником и удастся определить незакрепленные части.

И про необходимость модального анализа как части отладки модели говорит не только @kolo666 а вообще все сколь нибудь опытные расчетчики. это общая практика МКЭ, вне зависимости от пакета.

Изменено 9 сентября 2020 пользователем karachun

[piden 2 874]

48 minutes ago, Jesse said:

ну твой недоученик @kolo666 во всех своих недовидосиках

Ты вообще нить рассуждений способен уловить? Я тебе про лажу, которую твой Intel Sparse выводит, а ты мне - про @kolo666. Сам придумал его называть учеником, и теперь

50 minutes ago, Jesse said:

как попугай только и повторяет

 

 

51 minutes ago, Jesse said:

что надо обязательно делать анализ частот чтоб понять причину неудачного расчёта статического анализа: убедиться, что тип контакты не сработали, недостаточно ГУ, нестабилильность и т.п.

"Нестабилильность" только в голове у тебя. Частотный анализ - может, и не всегда самый быстрый, но всегда самый надежный способ установить, где косяк в модели. Покажет все незакрепленные тела, все места отсутствия контакта. А самый быстрый способ, хоть и не самый надежный - визуально проанализировать модель.