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

[Jesse 960]

16 минут назад, forums.sis сказал:

Может я не прав, но не вижу криминала между переходом между частотной и временной областями. 

 

 

перевод нагрузку в частотную область - это про расчёт установившихся процессов. Сейсмика - переходный. То что в респонс спектрум задаётся на входе амплитуда по частоте исключение как я понимаю

5 минут назад, Graf Kim сказал:

 

В сейсмике теорему Котельникова отменили?

пока не вижу связи. Увы, не такой спец в динамике и обработке сигналов. Понадобится - углублюсб. Пока что задача показать и доказать в каком-нибудь госте указания о том как выбрать ускорение для виброиспытаний по акселерограмме. Или показать и доказать, что такого в гостах нет.

Изменено 12 апреля 2021 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

28 минут назад, Jesse сказал:

на вход в респонс спектрум задаётся зависимость ускорения от частоты

это вторая часть расчета а в первой (опционально) на вход, к фуднаменту, подается зависимость ускорения от времени и на выходе для каждого узла (заранее определенного) получаем вот такой спектр ответа

Если спектры ответа уже есть то их не определяют

[forums.sis 46]

@Jesse Теорема Котельникова и всякие частоты Найквиста как раз о том, что вполне себе можно переходить из одной области в другую без потерь информации.

Только не всегда выбор df будет х2

[karachun 2 038]

@Graf Kim Спектр ответа не считают с помощью преобразования Фурье.

@Jesse Вот, википедия дает такой алгоритм.

https://en.wikipedia.org/wiki/Shock_response_spectrum

Если частота воздействия будет близка к резонансной у одного из осциляторов то отклик будет намного больше чем входное ускорение, в зависимости от демпфирования, преобразование Фурье такое не даст.

Если в солиде нет такого модуля то можно самому наделать батарею из масс на пружинке с разными частотами и приложить к ним диаграмму ускорений, по времени. И считать все это в транзиенте и смотреть на максимальные ускорения.

 

Только остается вопрос - это ли то что нужно для этой задачи.

Т.е. вот эти нагенерированные СО можно потом использовать в расчете сейсмики, но @Jesse не нужно считать сейсмику а нужно найти ускорение.

 

Если так то @Graf Kim и @forums.sis  правы, нужно БПФ.

Изменено 12 апреля 2021 пользователем karachun

[Fedor 1 597]

170. /981 = 0.173    то есть 8 зона по бальности. Берите 0.2 g  и не парьтесь. Все равно процессы вероятностные, а мы не Боги чтобы знать точно :)

[Jesse 960]

9 минут назад, karachun сказал:

это вторая часть расчета а в первой (опционально) на вход, к фуднаменту, подается зависимость ускорения от времени и на выходе для каждого узла (заранее определенного) получаем вот такой спектр ответа

вот так в моём понимании моделируются спектры ответа (картинки из Р 53166)
есть акселерограммы

Здание или какую нибудь большую фиговину представляют набором независимых осциллятором, к ним прикладывают нагрузку  по времени.. интегралы Дюамеля, сonvolution, все дела. Получаем такой спектр.

Эти картинки уже вроде скидывалИ, возможно даже в спойлере где-т спрятались в этой теме..)

16 минут назад, karachun сказал:

для каждого узла

надеюсь не конечно-элементного узла?! А то я уже путаться начинаю

3 минуты назад, karachun сказал:

не нужно считать сейсмику а нужно найти ускорение.

всё верно.) Нужно найти ускорение, которое следует приложить на вибростенд (А=константа, синусоида)

[karachun 2 038]

@Jesse Да, все так.

 

4 минуты назад, Jesse сказал:

надеюсь не конечно-элементного узла?!

Для КЭ, но не для всех сразу. Только для некоторых. на которые указывает расчетчик.

 

В каком-нить проектном институте берут диаграмму Эль-Центро или еще какую, моделируют типовое здание. Считают спектры ответа для разных этажей и потом их рассылают тем кто считает мелкое оборудование (которое намного легче самого здания) - арматура, трубопроводы. И они уже его прикладывают к своему оборудованию в частотном диапазоне, в спец расчете.

 

Но возможно это не то что тебе нужно.

Изменено 12 апреля 2021 пользователем karachun

[Fedor 1 597]

Цитата

сейсмичность района строительства 5 баллов (согласно СП)

горизонтальное ускорение 0.025 g   Это пустяк. Выдержит. Можете в Ansys добавить в наихудшем горизонтальном направлении  такое ускорение и посмотреть ... 

 

Кстати, в Ansys удобно и считать горизонтальную ветровую нагрузку заменяя эквивалентными ускорениями ... 

Изменено 12 апреля 2021 пользователем Fedor

[Jesse 960]

9 минут назад, karachun сказал:

Вот, википедия дает такой алгоритм.

https://en.wikipedia.org/wiki/Shock_response_spectrum

алгоритм алгоритмом, а как выбираются эти собств частоты осциллятора, жёсткости и демпфирования - вот так вопрос!)
Давно в ютюбе видел что в каком-то конечн-элем-тном ПО это делается, вроде спец ПО для расчёта кораблей и связанной морской тематики

[Fedor 1 597]

https://dwg.ru/lib/3078  может это поможет ... 

[Jesse 960]

в методических указаниях для испытаний нашёл такую фразу....

то есть напрямую прикладывать спектр ответа на вибростенд
 

[Fedor 1 597]

Это если есть возможность задавать несколько частот с ускорениями у стенда наверное ...  

Самое простое поговорить с теми кто обслуживает стенд, они то наверняка не первый раз сталкиваются с подобной ситуацией 

Изменено 12 апреля 2021 пользователем Fedor

[Jesse 960]

2 часа назад, karachun сказал:

Если прислали поэтажные спектры ответов то по ним и ориентироваться, взять самое большее ускорение по всему спектры. получится в запас.

по идее ускорения на спектрах (анализ Response spectrum и во входной АЧХ (гармонический анализ/Harmonic) - небо и земля. То есть одна и та же зав-ть ускорений по частоте на входе в гармонический анализ даст намного б'ольший отклик, чем в респонс спектрум.

 

16 минут назад, Fedor сказал:

Это если есть возможность задавать несколько частот с ускорениями у стенда наверное ...  

Самое простое поговорить с теми кто обслуживает стенд, они то наверняка не первый раз сталкиваются с подобной ситуацией 

да, завтра узнаю. Пока что условно сказали определить постоянную амплитуду. Но стенды разные бывают действительно. Надо узнать.

К слову, пока что скинули куча таких акселерограмм.
ACC_10140.dat
Непонятны даже единицы измерения.. скорее всего "g"..)
Завтра будемс разбираься..)

[karachun 2 038]

1 час назад, Jesse сказал:

алгоритм алгоритмом, а как выбираются эти собств частоты осциллятора, жёсткости и демпфирования - вот так вопрос!)

Для каждого значения демпфирования считают по спектру ответа. Потом при расчете сейчсмкм выбирают соответствующий спектр, в зависимости от демпфирования в детали.

Частоты берут от 0 до 33-50 Гц.

Жесткости и массы подбирают так чтобы осциляторы имели собственные частоты с определенным шагом.

 

1 час назад, Jesse сказал:

Давно в ютюбе видел что в каком-то конечн-элем-тном ПО это делается, вроде спец ПО для расчёта кораблей и связанной морской тематики

Ансис, Настран и другие КАЕ такое умеют.

[статист 609]

https://www.comsol.ru/multiphysics/response-spectrum-analysis

 

Вот хорошая статья. 

 

Как я понял, прогнали на осциллограмме получили отклики на частотах. С демпфированием. Осталось найти эквивалентную массу на этих частотах с помощью модальника, решить несколько линейных систем и сложить выбранным методом. А дальше сравнить с результатами response spectrum в Солиде. Отсюда выбираешь вибро ускорение. Я так себе это представляю.

[Jesse 960]

2 часа назад, статист сказал:

прогнали на осциллограмме получили отклики на частотах. С демпфированием. Осталось найти эквивалентную массу на этих частотах с помощью модальника, решить несколько линейных систем и сложить выбранным методом. А дальше сравнить с результатами response spectrum в Солиде. Отсюда выбираешь вибро ускорение.

Не понял честн сказатьна основе чего выбираем виброускорение?)

 

За статью спасиб. Помню год назад наткнулся на неё, не осилил) тогда много чего на комсоле почитывал 

мб в этот раз выйдет осилить

[forums.sis 46]

2 минуты назад, Jesse сказал:

на основе чего выбираем виброускорение?)

А чем не нравится сравнение повреждаемости на двух режимах?

Например, по гипотезе линейного накопления повреждаемости. Оно же правило шахтера ©Autodesk или правило Пальмгрена-Майнера.

[Graf Kim 217]

5 минут назад, forums.sis сказал:

Оно же правило шахтера

А я уж думал, никто не знает эту хохму. Кому ни рассказываю - все большие глаза делают.

[Jesse 960]

13 часов назад, forums.sis сказал:

А чем не нравится сравнение повреждаемости на двух режимах?

Например, по гипотезе линейного накопления повреждаемости. Оно же правило шахтера ©Autodesk или правило Пальмгрена-Майнера.

ну хз.. Miner's rule - это больше про циклику, вибростойкость, когда трясут, к примеру, час на резонансной частоте (пусть будет 100 Гц). И это уже получится 360000 циклов. Бывает и больше. Испытания на сейсмостойкость на вибростенде будут проводиться с плавным изменением частоты 1 окт в минуту. То есть диапазон частот 5-100 Гц условно будет пройден за несколько минут..

 

Да и вообще: правило Майнера насколько помню там вроде речь об оценке усталостной прочности, когда несколько разных циклических нагрузок действуют одновременно. И тип даётся правило о суммировании, а не сравнение

[статист 609]

13 часов назад, forums.sis сказал:

А чем не нравится сравнение повреждаемости на двух режимах?

Например, по гипотезе линейного накопления повреждаемости.

Так быстро трясет, что, я думаю, не успеет состариться =)

 

@Jesse нашел интересный материал по теме https://vibrationdata.wordpress.com/2016/12/29/seismic-test-analysis-webinars/

Там есть и матлабовские файлы по переводу временной области в спектр отклика

13 часов назад, Jesse сказал:

Не понял честн сказатьна основе чего выбираем виброускорение?)

Ну как я полагаю по простому если считать, то считаем модальный анализ. Видим собственные частоты с массовым участием по направлениям. Сумма их с массовым участием, если выбран наиболее консервативный метод Absolute Sum Method в Response spectrum дает результат по перемещениям в выбранном направлении, как сумма максимальных откликов на собственных частотах. Проводишь анализ Response spectrum на сперктре, полученном из приведенной акселерограмме.  А дальше ты проводишь частотный анализ и подгоняешь перемещение на первой собственной частоте в выбранном направлении к полученным перемещениям в Response Spectrum , умноженную на коэффициент массового участия для первой моды. Демпфирование нужно выбрать одинаковое для всех мод, такое же как в Response spectrum. Конечно, тебе нужно его откуда-то достать. Это первое, что пришло в голову. Может я ошибаюсь. В ссылке, что я скинул, там как то по другому смотрят, с помощью синуносидальных биений. Я не разобрался пока, как это делается.

 

Цитата

To summarize, the peak amplitude for a certain eigenmode is the product of the response spectrum value at the corresponding natural frequency (which is independent of the structure) and the participation factor (which is a property of the structure but independent of the loading).

 

это из комсоловской ссылки

Изменено 13 апреля 2021 пользователем статист