Расчет на сейсмику

[rasta89 113]

Всем привет.

Кто сталкивался с расчетами на сейсмику в ANSYS?
Задача такая, есть трубопровод, закреплен на опорах, к сетям и к насосу. В трубах есть давление, жидкость вода, есть температура.

Красное- опоры тр-да, желтое подкл к сетям, синее - к насосу.

Модель вложена.

 

Необходимо рассчитать на сейсмику, т.е. выдерживает ли данная конструкция на сейсмику. Говоря "на сейсмику" я имею в виду что у нас есть сейсмичность района строительства 5 баллов (согласно СП).

Спецы, подскажите с чего начать? Это static расчет?  Какие инструменты используются? Раньше не сталкивался. Задайте пожалуйста вектор, дальше разберусь.

нагнетание(без завдижек)4.stp

[Fedor 1 597]

То есть не знаете, и с чему тогда "Конечно " ? :)

[Fedor 1 597]

Тогда не фантазируя скажите к чему приведет учет гибкости к понижению или повышению ускорения ? :) 

[Fedor 1 597]

https://ru.wikipedia.org/wiki/Сейсмическое_воздействие#CITEREFСП_14.13330.20142014    400/981=0.407747  если надо точнее воздействие  :)

[Борман 2 375]

С этими цифрами на кладбище надо.

Гробы закопанные считать, или памятники, только не очень высокие.

[Jesse 960]

чтоб не плодить тем, такой блиц вопрос: Приложены спектры ответа от сейсмического воздействия уровня ПЗ (расчетное значение 8 баллов по шкале MSK-64 0,388g)

Значит я просто прикладываю в Response spectrum данное возбуждение в частотной области по соот-м осям, используя достаточное кол-во СЧ. И всё? Подводных камней нет? (Беру кривые с демпф-ем 2%)

Изменено 15 октября 2020 пользователем Jesse

[Fedor 1 597]

Чем более гибкое сооружение, тем меньше будет среднее ускорение. Тут ведь как . Внизу пришла определенная скорость от землетрясения.  Вверху нулевая скорость. В первом приближении скорость от максимума до нуля будет добираться линейно, то есть производная по времени будет постоянная. Ее обычно и приводят как для твердого тела. Если тело гибкое, то скорость будет параболой как второе приближение по Тейлору, то есть ускорение будет линейным и на верху меньше. То есть среднее ускорение будет меньше чем при жестком теле. А как Ньютон научил какое ускорение, такая и сила и связаны они через коэффициент называемый массой. :)

[rasta89 113]

В 14.10.2020 в 22:33, karachun сказал:

Нет, нагрузки от землетрясения задаются как ускорения. У вас же в госте или другом нормирующем документе идут акселерограммы, верно?

Верно.

Нам нужно ускорение и диаграмма частоты.

Я конечно погуглил, не удачно. Есть какой-то свод по землетрясениям (баллам), где указаны их частоты, ускорения ну и акселерограммы?

 

Допустим это было бы так, по ТЗ 8 баллов MSK, залез в некий документ, определил частоты и ускорение и использовал в расчете.

Или это не так делается, акселерограмму нужно сгенерить самому?

[karachun 2 038]

3 часа назад, rasta89 сказал:

Допустим это было бы так, по ТЗ 8 баллов MSK, залез в некий документ, определил частоты и ускорение и использовал в расчете.

Или это не так делается, акселерограмму нужно сгенерить самому?

Тут я вам не советчик, я с этими стандартами не работал.

[Борман 2 375]

3 часа назад, rasta89 сказал:

Есть какой-то свод по землетрясениям (баллам), где указаны их частоты, ускорения ну и акселерограммы?

Вот посмотрите. Там какие то картинки есть на эут тему. ГОСТ Р 53166-2008.pdf

3 часа назад, rasta89 сказал:

Или это не так делается, акселерограмму нужно сгенерить самому?

Пользуйтесь. 

accel_8b.txt

accel_9b.txt

[Orchestra2603 224]

On 10/15/2020 at 11:51 AM, Jesse said:

чтоб не плодить тем, такой блиц вопрос: Приложены спектры ответа от сейсмического воздействия уровня ПЗ (расчетное значение 8 баллов по шкале MSK-64 0,388g)

Значит я просто прикладываю в Response spectrum данное возбуждение в частотной области по соот-м осям, используя достаточное кол-во СЧ. И всё? Подводных камней нет? (Беру кривые с демпф-ем 2%)

Про стандарт этот тоже ничего знаю. Расуждаю с точки зрения общих принципов.. 

Наверное, можно сделать Response Spectrum. Но я лично его не люблю. Когда задача - получить спектры отклика на конкретный спектр возбуждения без вероятностей, то я так поступаю. Я обычно прикладываю единичное перемещение (равномерное по частоте) в точках, где задается кинематическое возбуждение. В интересующих меня точках снимаю АЧХ *(можно полным методом, можно суперпозицией по модам) для тех параметров, который мне нужны (напряжения, перемещения и т.д.).  Корректирую полученную АЧХ под случай возбуждения равномерным ускорением, если известен амплитудный спектр возбуждения для ускорений, а не перемещений. Умножаю АЧХ на имеющийся амплитудный спектр возбуждения и получаю амплитудный спектр отклика.

В теории Response Spectrum должен делать то же самое, только там АЧХ собирается модальной суперпозицией. Можете поковырять это дело и сравнить результаты.

[Orchestra2603 224]

26 minutes ago, Orchestra2603 said:

... Умножаю АЧХ на имеющийся амплитудный спектр возбуждения и получаю амплитудный спектр отклика...

Поправочка: законно так делать, только если соотношения между амплитудами возбуждения во всем частотном диапазоне по всем точкам зафиксированы. Но, как правило, это выполняется.

Изменено 17 октября 2020 пользователем Orchestra2603

[Jesse 960]

5 часов назад, Orchestra2603 сказал:

Умножаю АЧХ на имеющийся амплитудный спектр возбуждения и получаю амплитудный спектр отклика.

то есть вы делаете свёртку двух функций в частотной области: отклика на единичное возбуждение и имеющегося спектра? хм..  интересно.. попробую как следует переварить..

 

5 часов назад, Orchestra2603 сказал:

В теории Response Spectrum должен делать то же самое, только там АЧХ собирается модальной суперпозицией. Можете поковырять это дело и сравнить результаты.

ну вот смотрите... по результатам анализа REsponse spectrum мы получаем не спектр, не картину изменений напряжений/перемещений на каждом шаге, а общую картину (как после расчёта какой-нибудь линейной статики) после комбинирования по всем модам, например,
методом Square Root of the Sum of Squares (SRSS).
Ну и что более всего меня смущает, что Response spectrum - это всё-таки методика transient расчёта, а по вашей методе (если правильно понял, но пока ещё недополнял) мы не считаем переходного процесса как бы..))

[Jesse 960]

12 часов назад, Orchestra2603 сказал:

Умножаю АЧХ на имеющийся амплитудный спектр возбуждения и получаю амплитудный спектр отклика.

если считать переходный процесс в частотной области, мы ведь теряем информацию о начальных условиях? Или не теряем?)

[Jesse 960]

имею в виду нагрузку, заданную в частотной области

[Jesse 960]

решил просчитать пока что тестовые модели в режиме отстройки (когда минимальная СЧ намного больше частоты, соотв-му пику в модельном спектре). В таком случае, по идее, результаты Response spectrum (да и гармонического анализа) должны вырождаться в статику.

Однако нифига!

В Response spectrum всё существенно зависит от массового участия, на кот-е так молится @kolo666. 
Вот взял для интереса стальную трубу D100, длиной 200 и толщ 0,25мм. Миним СЧ ~500 Гц
Приложил в статике ускорение 1g по трём осям. В Response SPectrum задал такой вот модельный спектр, у кот-го пик  сильно смещён влево относительно первой СЧ.

Для расчёта на основе 15 СЧ, когда массовое участие 10^(-5) результаты REsponse spectrum меньше линейной линейной статики на 3 порядка.

 

На основе 150 СЧ, когда массовое участие под 90%, результаты очень близки к статике

 

Мораль пока что такая: в Response spectrum всё оч сильно зависит  масс участия.
Да и оно так и считается: произведение коэффициента масс. участия и значения кривой модельного спектра  на собственной частоте описывает уровень возбуждения для каждой СЧ.

В гармоническом же анализе с аналогичным спектром тоже зависит, но не так сильно...

Изменено 17 октября 2020 пользователем Jesse

[Jesse 960]

38 минут назад, Jesse сказал:

В гармоническом же анализе с аналогичным спектром тоже зависит, но не так сильно...

хотя не, вру. В гармонике тоже зависит

 

Слева для большого масс участия, справа - для оч малого.

На правом, видимо, уже ошибки округления вляюти

Изменено 17 октября 2020 пользователем Jesse

[Orchestra2603 224]

On 10/17/2020 at 12:37 PM, Jesse said:

что Response spectrum - это всё-таки методика transient расчёта

не согласен. Любые расчеты в частотной области - это расчеты установившихся периодических процессов. Только для таких возможно определить одназначно частотный спектр вообще.

 

On 10/17/2020 at 7:55 PM, Jesse said:

если считать переходный процесс в частотной области, мы ведь теряем информацию о начальных условиях? Или не теряем?)

в частотной области (хоть так, хоть эдак) мы считаем периодический процесс..Если в терминах теории дифуров, то можно сказать, что мы ищем лишь неоднородное решение, а оно зависит только от правой части. Однородное решение, которое зависит от начальных условий, мы считаем затyхшим где-то там давно-давно.

 

On 10/17/2020 at 12:37 PM, Jesse said:

после комбинирования по всем модам, например,
методом Square Root of the Sum of Squares (SRSS).

ну, вот, по сути отличия только в подаче результата... ведь откуда ноги растут у этих square root of sum squares? модуль суммы комплексных чисел выражается  где phi1 и phi2 - это аргументы z1 и z2 соответственно. Ну, и вот с этими "фи" и загвоздка, поскольку мы, как правило, не знаем соотношения между фазовыми углами для нагрузки, а значит и для отклика. И тут, подключается фантазия.. Если предположить что все модальные компоненты отклика синфазны, то приходим, что амплитуда суммарная есть сумма амплитуд по каждой из мод. Если  - в проивофазе, то будет |z1| - |z2|.. Если брать среднее Pi/2 на диапазоне (0, Pi) , то получится корень из суммы квадратов.

 

Мое мнение такое, что "респонс спектрум" просто выводит более частный результат. Его точно также можно получить из harmonic расчета. Если ошибаюсь, поправьте. Может, я что-то не так понял.

On 10/17/2020 at 11:55 PM, Jesse said:

решил просчитать пока что тестовые модели в режиме отстройки (когда минимальная СЧ намного больше частоты, соотв-му пику в модельном спектре). В таком случае, по идее, результаты Response spectrum (да и гармонического анализа) должны вырождаться в статику.

Это, да! И если вы посчитаете гармонический анализ прямым методом, скажем, оч далеко от резонансного пика ближе к 0 Гц, то так и будет... Если вы считатет гармонический анализ MSUP'ом, то даже на нулевой частоте вы все равно должны просуммировать достаточное количество модальных компонент. Если статический прогиб совпадает с 1й формой, то тогда она вам, в прицнипе хватит одной формы. Но так обычно не бывает. И, как и в теории, если вы находитесь не на резонансном пике по частоте, то там всегда есть вклад нескольких форм. Каких и скольки форм - зависит от конструкции и ее деформирования.

[soklakov 1 475]

В 14.10.2020 в 20:15, rasta89 сказал:

как задать нагрузку на конструкцию, т.е. это будет условие инструмента pressure на конструкцию? ели так то как шкалу перевести в нагрузку?

процессы внутри задать понятно как, давление и температура

мне вот непонятно, например, что такое "условие инструмента". и это только для примера. вообще, мне непонятно, вы всерьез так общаетесь или торопитесь?

13 часов назад, Orchestra2603 сказал:

Любые расчеты в частотной области - это расчеты установившихся периодических процессов. Только для таких возможно определить одназначно частотный спектр вообще.

спектралка  для НЕ_периодических процессов. землетрясение - непериодический процесс. взрыв, удар - аналогично.

13 часов назад, Orchestra2603 сказал:

Мое мнение такое, что "респонс спектрум" просто выводит более частный результат.

он выводит максимальный отклик за непереодическое воздействие.

В 15.10.2020 в 04:53, Борман сказал:

- Как задать нагрузки. Т.е. какими инструментами?!
- Используйте [непонятная аббревиатура].

хм...

В 09.10.2020 в 13:05, Борман сказал:

Читайте ГОСТ 32388.

 

Борман, зеркало не бесит?

[Борман 2 375]

3 часа назад, soklakov сказал:

Борман, зеркало не бесит?

не могу себе  в Святки такое позволить.

[Orchestra2603 224]

8 hours ago, soklakov said:

спектралка  для НЕ_периодических процессов. землетрясение - непериодический процесс. взрыв, удар - аналогично.

Ок ,подловил)) не совсем правильно мысль сформулировал..для затухающих на бесконечности процессов, таки да, можно построить корректный спектр и провести расчет в частотной области... И в этом же случае мы также можем считать гармонически анализом это дело.

 

Моя мысль состояла в том, что так или иначе, когда мы работаем со спектрами, то мы выбрасываем "локальную" информацию о процессе в момент времни t0. Мы весь процесс (детерминированный или случайный) так или иначе сводим к одной функции частоты. Поэтому, он нифига не transient. И я не вижу разницы между гармоническим и спектралым анализом в этом плане.

 

Такой вопрос.. Может, я пока не переварил просто... Что можно вытащить из спектрального анализа, что нельзя вытащить из гармонического?