Перейти к публикации

Ansys WB (Nonlinear) vs Эксперимент


Рекомендованные сообщения

Всех приветствую!

 

Суть вопроса:

Провел испытание образца на разрушение и выполнил такой же расчет в Ansys (описание и того и другого далее по тексту).

Характер деформации Ansys передал отлично, однако по прочности наблюдается значительное расхождение с экспериментом в сторону повышения запаса прочности (т.е. реальный образец выдерживает большую нагрузку, чем при расчете в Ansys). 

Вопрос: почему это происходит и как приблизить результаты расчета к экспериментальным данным?

 

Постановка эксперимента

Образец для испытания: алюминиевая труба квадратного профиля 46х46х3

Материал: АД35Т1 ГОСТ 8617-18 (аналог 6082 Т6)

Закрепление: в качестве несущей конструкции взят стальной двутавр с приваренными к нему упорами, и приваренными к этим упорам стальными трубами длиной 100 мм.

В эти стальные трубы вставляется алюминиевая труба, после чего между ней и стальной трубой был вбит клин из стальной пластины, который также был приварен к стальной трубе.

Таким образом получили жесткую заделку на концах алюминиевой трубы. 

Нагружение: осуществляется на разрывной машине с помощью очень прочной тканевой ленты.

Скорость нагружения: 0.3 кН/сек.

wG-NYwFuYr4.jpg?size=2560x1920&quality=9

 

Ход и Результаты эксперимента:

При нагрузке 15 кН был пройден предел текучести (согласно графику ниже).
При достижении значения нагрузки 22кН выполнено удержание на 30-40 секунд. (см. фото ниже) 

PO5ko5A9DnY.jpg?size=2560x1280&quality=9

После выдержки нагрузка продолжила нарастать.
Нагрузка при разрушении составила: 22,8 кН
При это труба лопнула по нижней грани, и эксперимент завершился.

gOVSPsdI2fg.jpg?size=1620x2160&quality=9

 

Для полного разрушения было проведено второе нагружение. По всей плоскости сечения труба разрушилась при 20 кН.

2hiHc-QmXa0.jpg?size=1620x2160&quality=9

Труба после полного разрушения:

zQSJDTo8k2Q.jpg?size=2560x1920&quality=9

 

 

Обработка результатов эксперимента:

Исходя из экспериментальных данных, я рассчитал фактическое значение предела прочности сплава АД35 Т1, которое, в целом совпало с табличными значениями.

Момент инерции взят из Ansys.

-W9d04HskBY.jpg?size=2560x1920&quality=9

 

 

РАСЧЕТ В ANSYS WB

1. Задание материала

ylBuguRBWfI.jpg?size=1666x464&quality=96

Tangent modulus задан так, чтобы кривая заканчивалась на значении 310 МПа. (310 - ближе к табличным значениям)

 

Материал называется 6082Т6 т.к. это полный аналог АД35 Т1 и изначально я использовал это название.

UXfU1WF15s0.jpg?size=387x615&quality=96&

 

 

2. Симметрия

Расчет проводился с учетом поперечной симметрии конструкции.

Длина модели: 450 мм

gvXGE7xy4K0.jpg?size=1920x724&quality=96

 

3. Сетка

LNAlQOIxfyY.jpg?size=1523x697&quality=96

Sweep Method

1sAu2lrhe_U.jpg?size=392x337&quality=96&

Global Mesh

jxe2qt47au8.jpg?size=384x619&quality=96&

 

4. Условия закрепления

Длина участка под закрепление: 100 мм

Fixed Support

2VkY1fGFNqc.jpg?size=1907x681&quality=96

 

5. Нагрузка

Ширина площадки приложения нагрузки: 10 мм (т.к. толщина ленты 20 мм)

Для приложения нагрузки выбраны скругленные углы трубы, т.к. лента натягивается между ними, и практически не воздействует на плоскую часть.

Значение нагрузки взято из эксперимента: 23 кН (округлил 22.8 кН)

С учетом симметрии задал силу: 11.5 кН

Gc1nlFxf0Pc.jpg?size=1904x720&quality=96

 

6. Analysis Settings

NLCFRgNvyiQ.jpg?size=388x457&quality=96&

 

7. Результаты

Согласно результатам расчета, разрушение трубы при нагрузке 23 кН (11.5 кН т.к. симметрия) не происходит. При этом деформации и перемещение значительно меньше экспериментальных. Различие очень сильное 

Safety Factor (пороговое значение 310 МПа)

DDZKxTFRipE.jpg?size=1920x883&quality=96

 

Total Deformation

CAsu1s8LoAw.jpg?size=1518x698&quality=96

 

Equivalent Stress

pGA5WRWSqi0.jpg?size=1523x697&quality=96

 

Правдоподобные деформации получаются при задании нагрузки 22 кН в симметричной постановке задачи, т.е. реальная получилась бы 44 кН.

Все скриншоты - True Scale

SKocxNEeeKY.jpg?size=1522x699&quality=96

jNP2JOhOLaA.jpg?size=1526x697&quality=96

RGgqslufAho.jpg?size=1520x697&quality=96

 

 

Что необходимо скорректировать в расчете, чтобы его результаты сошлись с экспериментом?

 

Заранее благодарю за ваши советы.

С Наступающим всех!

 

 

Изменено пользователем Arteg
Неверно отобразились картинки
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 2 недели спустя...


UnPinned posts
22 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

Получается что фотографии и картинки из Ансис так искажают квадратное сечение?

Вы это хотите сказать? 

Только на ваших картинках Ансис так искажает сечение. Вы первый на форуме у которого Ансис так искажает картинки. Поэтому я и спрашиваю.:biggrin:

И первый на форуме у которого так фотографии искажают картинки.

Да, именно так) Все бывает впервые.

Вот с пылу с жару скриншот: вид спереди

image.png

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, Arteg сказал:

1. В этом эксперименте получается что разрушения материала не произойдет. Как мне определить предел прочности? Иными словами, не совсем понимаю как тут результаты эксперимента анализировать.

 

Предел прочности и условный предел текучести берется из справочников (эти данные для АД35 точно есть). С их помощью получите мультилинейную пластичность для расчетной модели.

После расчета получите кривую (сила vs перемещение), как и в эксперименте.

Если они (расчет vs эксперимент) будут сильно отличаться, значит Вы сделали что-то не так и считать глубокую пластику еще рано.

Добивайтесь совпадения (попадания в интервал 3-5 образцов):

   1. Мультилинейную пластичность

   2. Сечения образца с точностью до 0.1, расстояние между роликами и т.п. 

   3. Расчетная модель:

         а) сетка sweep-solid

         б) большие перемещения

         б) midside nodes -> On

         г) контакты

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

1.5 тонны держит данное сечение в линейной зоне если линейная зона до 25 КГ/мм2.

Нужно только правильно моделировать нагрузку от стропы.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, karachun сказал:

Вот это и главная проблема - вы хотите неимоверной точности и совпадения с экспериментом но у вас нет оборудования чтобы получить кривые наряженя-деформации или хотя бы оценить предел текучести и прочности.

 

Из моего опыта - справочные данные (предел прочности и условный предел текучести) дают достаточную точность для получения кривой мультилинейной пластичности. По крайней мере для стальных деталей это так.

3 часа назад, Arteg сказал:

2. При моделировании такого эксперимента в Ansys получается, что в качестве нагрузки надо будет задавать не силу, а перемещение ролика (через Remote Point)? 

 

 Да, надежнее задавать  перемещение. Силу потом получит через Probe в постпроцессоре

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
9 минут назад, imt сказал:

С их помощью получите мультилинейную пластичность для расчетной модели.

Как именно это получить? Это описано в том справочнике, что вы советовали или это можно вытащить из Ansys?

10 минут назад, imt сказал:

midside nodes -> On

Ни в Analysis Setting, ни в Mesh у меня такой настройки нет. Где она находится?

11 минут назад, imt сказал:

Предел прочности и условный предел текучести берется из справочников (эти данные для АД35 точно есть).

Да это есть. ГОСТ 8617-18

Предел прочности: 310 МПа

Предел текучести: 245 МПа

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, Arteg сказал:

3. Какие ограничения надо будет наложить на профиль? Нижнее ролики зафиксированы жестко, верхний давит - двигается. Между профилем и роликами трение, но будет ли этого достаточно для Ansys, чтобы он не подумал, что что-то куда-то уедет?

 

В эксперименте хорошо смажьте прутки, тогда в АНСИС можно задать контакт без трения, оно практически не повлияет на результат.

Чтобы расчетная модели никуда не уехала, используйте симметрию, как уже советовал @karachun

3 минуты назад, Arteg сказал:

Ни в Analysis Setting, ни в Mesh у меня такой настройки нет. Где она находится?

 

Она находится в Настройках решения (Analysis Settings). Возможно в новых версиях WB опция Midside Nodes как-то по-другому называется

49 минут назад, Arteg сказал:

Вот с пылу с жару скриншот: вид спереди

 

Вряд ли это на что-то повлияет, но на всякий случай сделайте регулярную сетку (Mapped Mesh) на скруглениях сечения. Регулярная сетка - залог здоровья :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Цитата

Если лентой нагружать то такого деформированного состояния не может быть.

Типичная потеря устойчивости стенок вроде.  Неплохо бы проверить на устойчивость ... 

Филоненко-Бородич оценивает максимальную точность теорий прочности на уровне 15%.    Филоненко-Бородич М.М. Механические теории прочности. М. 1961   Так что большей точности сравнения с экспериментом не стоит и ожидать... :) 

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
30.12.2020 в 15:32, Arteg сказал:

4. Условия закрепления

Длина участка под закрепление: 100 мм

Fixed Support

 

30.12.2020 в 15:32, Arteg сказал:

5. Нагрузка

Ширина площадки приложения нагрузки: 10 мм (т.к. толщина ленты 20 мм)

Для приложения нагрузки выбраны скругленные углы трубы, т.к. лента натягивается между ними, и практически не воздействует на плоскую часть.

Если задать такие граничные условия. Нагрузка 1.5 т максимальные напряжения 25 КГ/мм2.

изображение_2021-01-12_062613.png

Линейный расчет.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
30.12.2020 в 15:32, Arteg сказал:

s.

-W9d04HskBY.jpg?size=2560x1920&quality=9

 

Балочная модель. Нагрузка - 2.28 т. Напряжение 30.3 КГ/мм2.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
04.01.2021 в 10:46, karachun сказал:

icXcEVz.gif

Подскажите пожалуйста, как задать эти плоскости правильно?

Я сделал такую же модель как у вас в Solidworks, как сборку (1/4 трубы и 2 пластины).

В Ansys задал их поведение как Rigid. Задал контакты с трением (Target на поверхности пластин).

Ругается продольная симметрия.

 

image.png

В Space Claim не работал, поэтому через Solidworks делаю. Руки не доходят пока изучить.

Изменено пользователем Arteg
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
7 минут назад, Arteg сказал:

В Ansys задал их поведение как Rigid. Ругается продольная симметрия.

Я просто взял и зафиксировал все узлы у этих поверхностей.

 

Ну и еще нужно придвинуть нижнюю поверхность к трубе. чтоб она изначально ее касалась.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 минуту назад, karachun сказал:

Я просто взял и зафиксировал все узлы у этих поверхностей.

Fixed support на всех гранях?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 минуты назад, Arteg сказал:

Fixed support на всех гранях?

Наверное. Я же не в ансисе делал а в Фемап. Как это в ансисе называется я уже забыл.

Вроде оно.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 минуту назад, karachun сказал:

не в ансисе делал а в Фемап

Пользуясь случаем, в чем у них различия? В чем преимущества Фемапа, почему в нем работаете?

Я читал и смотрел про это инфу, но ничего вразумительного не нашел.

 

Еще в универе нас учили в Patran-Nastran работать, это дикие костыли, как по мне. Femap тоже был частично, но совсем мало.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
21 минуту назад, Arteg сказал:

почему в нем работаете?

Потому что когда я начал работать то в моей организации все работали в Фемап и меня тоже научили. Ну а дальше, когда я освоил Фемап на нормальном уровне то мне уже нет смысла пересаживаться на другой пакет.

 

21 минуту назад, Arteg сказал:

В чем преимущества Фемапа

Он офигенный. Мне нравится.

 

21 минуту назад, Arteg сказал:

Я читал и смотрел про это инфу, но ничего вразумительного не нашел.

Может быть раньше я что-то бы и написал но сейчас мне уже как-то не хочется никого никуда агитировать. Так что и от меня вы никакой вразумительной информации тоже не получите.

Если интересно то обращайтесь к дистрибьюторам Фемап. Вот они вам все покажут. расскажут и тогда вы сможете составить мнение о этой программе.

 

40 минут назад, Arteg сказал:

В Space Claim не работал, поэтому через Solidworks делаю.

А что, в DesignModeller нельзя нарисовать два параллелепипеда?

Изменено пользователем karachun
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, karachun сказал:

А что, в DesignModeller нельзя нарисовать два параллелепипеда?

Можно, но в нем своеобразный интерфейс. Переделать модель в Solidworks и экспортировать значительно быстрее.

 

Попробовал сделать расчет с пластинами. Нагрузка направлена вниз, то есть -Y. Расчет развалился на половине и выдал ЭТО. Как так вообще?

Нагрузка: 5.5 кН (т.к. считал 1/4)

Материал тот же, касательный модуль задал 916 МПа.

Все остальные параметры расчета - без изменений.

image.png

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12.01.2021 в 15:24, Arteg сказал:

Попробовал сделать расчет с пластинами. Нагрузка направлена вниз, то есть -Y. Расчет развалился на половине и выдал ЭТО. Как так вообще?

Вы научитесь решать линейные статические задачи. 

 

12.01.2021 в 13:12, Arteg сказал:

Подскажите пожалуйста, как задать эти плоскости правильно?

Какие плоскости.:biggrin: 

Вы эту задачу на бумажке решили правильно. Но момент инерции в программе определили. Какой запас вам нужен для этой балки?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12.01.2021 в 14:24, Arteg сказал:

Как так вообще?

Вообще без понятия, может направление силы перепутали.

Выкладывайте модель (в архиве и без результатов) тогда можно будет что-то говорить.

И это вы потом в отображении вернули полную модель?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, karachun сказал:

Вообще без понятия, может направление силы перепутали.

Выкладывайте модель (в архиве и без результатов) тогда можно будет что-то говорить.

И это вы потом в отображении вернули полную модель?

Нет, направление верное. Если анимацию делать, то видно как балка сначала чуть чуть идет вниз, а потом резко становится такой. Расчет разошелся, и, видимо, Ансис так это увидел)

Полную модель вернул в настройках Симметрии. В 2019 версии это включается в Бета-опциях. В 2020 уже есть по умолчанию.

 

Провел расчет с половинной симметрией. 

При задании силы 22 кН - расчет разваливался.

Нагрузил перемещениями. Remote Point в центре сечения.

Перемещение по Оси Y: - 40 mm. (Исходя из график эксперимента, с учетом растяжения ленты, прикинул, что примерно столько).

В целом, получилось неплохо:

zbGt830Fuvo.jpg?size=1521x679&quality=96

uRQMxD8fp8g.jpg?size=1517x688&quality=96

pdKKsyYZEVw.jpg?size=909x553&quality=96&

 

Смутил только один факт:

rfNu6nu8hIY.jpg?size=632x299&quality=96&

Значение силы в Remote Poin в конце расчета составило всего 8.8 кН, когда в эксперименте на 15 кН примерно только пластика началась. 

Как бы расчет сильно в запас получается, уже хорошо, но странно. 

Проблема все в той же модели материала (более точная нужна), или еще что-то? 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • Bot
      Команда CSD пообщалась с представителями компании «КС-ПРО» и выяснила, как происходило внедрение G-Station, сколько времени занял процесс перехода на новую платформу, узнала об организации совместной работы и о функционале платформы. Основное направление компании «КС-ПРО» — оказание комплекса услуг технического заказчика, в том числе и для крупных офисных девелоперов. Внедрение G-Station в «КС-ПРО» проходило в ноябре 2022 года. G-Station — это всего лишь один из модулей комплексной платформы G-Tech Suite. Специалисты компании отмечают, что G-Station действительно стала хорошей альтернативой BIM 360. Специалисты «КС-ПРО» получили доступ к полноценной единой информационной среде с облачным хранилищем файлов и моделей, а также такими возможностями, как: Управление проектами, пользователями и подрядчиками; Создание чек-листов; Создание шаблонов чек-листов с процессами согласования; Передача документации на строительную площадку; Просмотр 3D- и 2D моделей [...] View the full article
    • Bot
      АСКОН, российский разработчик инженерного программного обеспечения и ИТ-интегратор, подвел итоги 2023 года. Выручка компании выросла на 47% и достигла 5,6 млрд рублей, штат сотрудников увеличился до 1250 человек. Клиентская база пополнилась тысячью предприятий, и сегодня с решениями АСКОН работают почти 16 000 заказчиков из всех отраслей промышленности и строительства. На динамику бизнеса положительно повлияли рост промышленного производства, сопровождающийся инвестициями в цифровизацию, крупные инфраструктурные проекты и курс страны на технологический суверенитет. Лидерские позиции компании в разработке и интеграции подтверждены профессиональными рейтингами. АСКОН, единственный из разработчиков инженерного ПО, вошел в ТОП-100 российских ИТ-компаний в рейтинге CNews; второй год подряд — в десятку крупнейших ИТ-поставщиков в сфере промышленности и строительства по данным TAdviser; впервые назван в тройке ведущих proptech-компаний как [...] View the full article
    • esergey
      это всего лишь видео - я не шарю в этом ...  
    • lem_on
      ну с дуру известно что сломать можно.
    • Viktor2004
      руку привязки так сломать легко
    • lem_on
      По моему вполне логично если станок вывалится в ошибку если рука не доехала до места. У меня так же если кулачки или деталь на пути, просто пихаеш ее до места и станок опять активен. Но нынешние пановья даже не могут написать модель станка.
    • Viktor2004
      Я согласен что скорее всего проблема механическая Но если логика прописана криво и возможно не предусмотрела остановку в промежуточном состоянии, разве не логично будет попробовать принудительно подав напряжение дернуть эту руку вверх-вниз? Возможно то что туда попало выпадет  
    • Guhl
      Если оставить за скобками вопрото том, что до м19 работает нормально, а после нет, то вы не считали сколько у него реально импульсов на оборот? с помощью стороннего плк, например  А если ориентацию м5 снимать, а не м20?
    • lem_on
      Что это за станок такой в котором сразу ладер ковырять надо, даже не смотря на возможность механической проблемы? Или профдеформация?
    • Viktor2004
      не сразу я понял в чем вопрос. Долго соображал что такое режим управления скоростью. При завершении ориентации PMC снимает сигнал G70.6 ? И если он после снятия сигнала продолжает удерживать шпиндель, при каких условиях эта ориентация все же снимается? После нажатия аварийного грибка или еще как?
×
×
  • Создать...