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
  • 3 недели спустя...


UnPinned posts
10 часов назад, Graf Kim сказал:

Вот кривые для нескольких образцов из 6082T6:

Лишним точно не будет! Большое спасибо)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
19.01.2021 в 22:45, karachun сказал:

Теперь интересно как себя поведет билинейная модель.

Расчет с материалом заданным по Еврокоду готов.

Tangent Modulus = 1815 МПа.

image.png

График возрастающий, без достижения максимума. 

Сам по себе сила на перемещении 30 мм совпала с расчетом с мультилинейной моделью, но на 17-18 мм, где должен быть максимум - его нет.

 

Multilinear Isotropic Hardening - one love)

Изменено пользователем Arteg
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
11 часов назад, Graf Kim сказал:

от кривые для нескольких образцов из 6082T6: 6082.xlsx

Поясните пожалуйста, в столбце деформаций какие деформации указаны?

С графиком все ясно и понятно, а таблица как-то...неочевидно

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12 minutes ago, Arteg said:

С графиком все ясно и понятно, а таблица как-то...неочевидно

Похоже, все кривые и таблицы - данные прямо с испытаний. Везде инженерные величины.

 

11 hours ago, Graf Kim said:

Данные по соотношению пределов прочности и текучести для образцов из поковок вырезанных в разных направлениях:

Можно немного пояснений для тупых? Что именно означают точки на этом графике?

Сначала думалось, что абсцисса - предел текучести, а ордината - предел прочности. Но тогда почему один из кластеров точек ниже линии y=x? Что означает "долевое"?

image.png

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
30 минут назад, piden сказал:

Похоже, все кривые и таблицы - данные прямо с испытаний. Везде инженерные величины.

Да, согласен! Разобрался)

 

 

Возник неожиданный вопрос: как активировать Body Sizing при настройке сетки?

В прошлом расчете это получилось автоматом, я добавил Sizing и при выборе геометрии у меня автоматически выделилось все тело. 

Сейчас попробовал сделать, и при выборе геометрии он позволяет выделять только грани, создавая Face Sizing.

Изменено пользователем Arteg
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
41 minutes ago, Arteg said:

Сейчас попробовал сделать, и при выборе геометрии он позволяет выделять только грани, создавая Face Sizing.

Нажмите Ctrl+B для выбора bodies.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20 минут назад, piden сказал:

Нажмите Ctrl+B для выбора bodies.

Спасибо!

Я еще обнаружил, что при нажатии ПКМ в менюшке есть Cursore mode, и там можно выбрать, с чем будет работать курсор.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Посчитал в Femap с решателем Simcenter Nastran. Получил результаты похожие на результаты @piden.

Надо будет пересчитать с оснасткой.

НДС соответствует перемещению рабочего органа на 30 мм.

Tube1.png

Tube2.png

 

Изменено пользователем karachun
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 часа назад, piden сказал:

Похоже, все кривые и таблицы - данные прямо с испытаний. Везде инженерные величины.

Exactly.

 

4 часа назад, piden сказал:

Можно немного пояснений для тупых? Что именно означают точки на этом графике?

Сначала думалось, что абсцисса - предел текучести, а ордината - предел прочности. Но тогда почему один из кластеров точек ниже линии y=x? Что означает "долевое"?

От блин! Спасибо тебе, добрый человек. Мой косяк, для долевого перепутались местами столбцы. Вот правильная картинка:

image.png

 

Долевое - это направление наибольшего удлинения в поковке.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 minutes ago, Graf Kim said:

Вот правильная картинка:

Интересно, что из-за округления все точки ложатся на ровную сетку)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
13 минут назад, Graf Kim сказал:

Мой косяк

Да, главное что есть картинка, а что на ней - потом посмотрим.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 минуты назад, Борман сказал:

Да, главное что есть картинка, а что на ней - потом посмотрим.

Не придал значения исходной потому что анизотропию неоднократно видели - одно направление ложится отдельным облаком, или все три даже. Но текучесть выше прочности - это косяк.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
18 минут назад, Graf Kim сказал:

Не придал значения исходной потому что анизотропию неоднократно видели - одно направление ложится отдельным облаком, или все три даже. Но текучесть выше прочности - это косяк.

Да это уж я так просто .. от безделья. Дел много, работать не хочется. Вот решил сунуться..

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
08.01.2021 в 01:13, karachun сказал:

Делать демпфирование за счет пластики это очень плохая идея.

простите, пока не дочитал всю тему... но захотелось отметить, что идея эта весьма часто используется. например, корпус автомобиля спасает пассажира именно так.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20.01.2021 в 16:04, piden сказал:

Подозрение, что первый изгиб на экспериментальном графике - из-за жесткости оснастки.

конечно. надо совмещать линейные участки)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
25 минут назад, soklakov сказал:

но захотелось отметить, что идея эта весьма часто используется. например, корпус автомобиля спасает пассажира именно так.

Так то оно так но здесь, в случае разрушения балки, человек еще и с высоты упадет.

И корпус проектируют с прицелом на то что эти лонжероны будут правильно и эффективно деформироваться и поглощать много энергии.

 

И еще альпинисты используют специальные амортизаторы.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 2 месяца спустя...

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.




×
×
  • Создать...