Jump to content

Ansys WB (Nonlinear) vs Эксперимент


Recommended Posts

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!

 

 

Edited by Arteg
Неверно отобразились картинки
  • Нравится 1
  • Чемпион 1
Link to post
Share on other sites
  • 3 weeks later...


UnPinned posts
13 часов назад, kolo666 сказал:

Кидайте геометрию, пересчитаем ещё в Femap чтобы быть уверенными на 100%)

 

2 часа назад, piden сказал:

Клево! Тоже жду геометрию, чтобы подбор свойств материала замутить)

 

 Геометрия подана!

 

Жду результатов Ваших расчетов и Ваши свойства материала)

 

3х точечный изгиб.x_t

4 часа назад, AlexArt сказал:

Надеюсь, что вы, @Arteg , и дальше будите посещать этот форум.

Засмущали прям)

Обязательно буду! В ближайшее время, как минимум вернусь к задаче с профилем и кронштейнами + туда еще каретка добавится) Так что науке - быть!

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
piden
20 minutes ago, Arteg said:

Геометрия подана!

Благодарим)

 

А есть кривая из испытаний в табличном виде (Excel или .txt), чтобы не снимать точки с бумаги?

Link to post
Share on other sites
1 минуту назад, piden сказал:

А есть кривая из испытаний в табличном виде (Excel или .txt), чтобы не снимать точки с бумаги?

Увы, только бумажный график F/D.

Могу разве что сфоткать в более лучшем качестве и ближе.

EKp-UouaQ7U.jpg?size=1600x1200&quality=9

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites

Тем временем запустил расчет с билинейной моделью материала.

Tangent Modulus = 916 МПа (до этого считал).

 

Сейчас еще посчитал по Еврокоду, что скинул @karachun, там получается 1815 МПа...

Видимо буду делать еще один расчет)

Link to post
Share on other sites
kolo666
1 час назад, piden сказал:

А есть кривая из испытаний в табличном виде (Excel или .txt), чтобы не снимать точки с бумаги?

в сети вроде есть какой-то конвертер по фоткам.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
piden
16 hours ago, Arteg said:

В конце расчета при перемещении 30 мм (нижняя строчка) усилие составило 2300 Н. С учетом симметрии 1/4, реальная сила 9200 Н.

В эксперименте на 30 мм сила равна 9800 Н. 

А сколько в расчете получилось при 17 или 18мм? Т.е. там, где на графике испытаний пик приходится? А то по вашему скрину не видно..

Лучше всю таблицу из Reaction Force скопируйте сюда.

14 minutes ago, kolo666 said:

в сети вроде есть какой-то конвертер по фоткам.

Я этот использую. Но отчет по испытанию там вроде на компе сделан, так что должна была быть raw data.

Link to post
Share on other sites
Только что, piden сказал:

Лучше всю таблицу из Reaction Force скопируйте сюда.

Сейчас запущенный расчет закончит и скину

Link to post
Share on other sites
piden

@Arteg , у меня с вашими свойствами материала, абсолютно жесткими роликами и более грубой сеткой получился такой график:

 

 

Видно, что пиковые значения близки к экспериментальным, но положения пика не соответствует эксперименту. Возможно, чтобы точно попасть в эксперимент, придется смоделить всю оснастку, так как ее жесткость сопоставима с жесткостью вашего профиля.

 

Можно попросить модель оснастки? (двутавр с приваренными поддержками)

 

 

UPD: уупс, у себя ошибся с модулем Юнга..

Пересчитываю)

 

 

Edited by piden
Link to post
Share on other sites
piden

image.png

данные:

Spoiler

time[s]	disp[mm]	force[N]
5.e-003	0.15	1.0397e-003
6.e-003	0.18	1.2579e-003
7.e-003	0.21	1.478e-003
8.5e-003	0.255	1.8122e-003
1.075e-002	0.3225	2.3242e-003
1.4125e-002	0.42375	3.1219e-003
1.9187e-002	0.57563	4.4001e-003
2.6781e-002	0.80344	44.669
3.4375e-002	1.0313	95.477
4.5766e-002	1.373	171.68
6.2852e-002	1.8855	285.87
8.848e-002	2.6544	456.86
0.12692	3.8077	712.68
0.17692	5.3077	1048.1
0.22692	6.8077	1382.8
0.27692	8.3205	1709.1
0.32692	9.8519	2000.2
0.37692	11.403	2241.6
0.42692	12.978	2398.1
0.47692	14.599	2469.4
0.52692	16.301	2488.5
0.57692	18.001	2479.2
0.62692	19.702	2476.9
0.67692	21.41	2464.6
0.72692	23.098	2438.2
0.77692	24.79	2413.9
0.82692	26.463	2370.5
0.87692	28.121	2339.3
0.92692	29.76	2308.3
0.97692	31.382	2285.8
1.	32.136	2277.9

 

 

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
1 час назад, piden сказал:

Лучше всю таблицу из Reaction Force скопируйте сюда.

 

Chart получилось вывести только такой( Он зеркальный, и вместо значений силы нормализованные значения...

@piden Вы свой график в Ansys сделали?

image.png

Значение силы на 18 мм = 2508

В пересчете ~ 10 кН

В эксперименте 10.7 кН

Так что все в порядке)

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
piden
21 minutes ago, Arteg said:

Вы свой график в Ansys сделали?

Да.

Вам придется создать новую систему координат (далее СК), где ось Y, к примеру, направлена вниз. Запросить результаты Directional Deformation, выбрать там "по Y" и свою новую СК. В Force Reaction вместо all выбрать тоже Y - и снова свою СК. Потом выделить объекты Directional Deformation и Force Reaction - и нажать Chart. Там в настройках выставить по X - max Directional Deformation, остальные все кривые отключить, кроме Reaction Force Y. 

 

23 minutes ago, karachun said:

Замечательная штука.

:wink:
 

Spoiler

 

 

01.PNG

raw data:

Spoiler







D[mm]	F[N]
0.12	10.71
0.7	339.3
1.15	680.32
1.72	1056.26
2.41	1401.79
3.43	1754.54
4.4	2116.97
5.06	2413.52
5.69	2768.23
6.14	3175.32
6.51	3550.34
7.02	3953.11
7.5	4358.32
7.93	4722.13
8.33	5115.45
8.86	5537.21
9.22	5875.37
9.67	6276.79
10.22	6746.53
10.69	7146.11
11.12	7504.1
11.63	7926.16
12.16	8264.47
12.66	8654.94
13.22	9026.22
13.83	9394.77
14.53	9776.15
15.41	10092.57
17.12	10495.59
19.5	10660.6
21.89	10605.51
24.26	10419.56
26.64	10272.66
29.02	10095.33
31.17	9885.42
33.18	9721.84

 

 

 

 

 

 

 

WB vs Exp:

 

image.png

 

В ансисе начальный горизонтальный участок - penetration в контакте.

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

@Arteg , просьба выложить модель оснастки (двутавр с приваренными поддержками) снова в силе)

Edited by piden
  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
5 минут назад, piden сказал:

просьба выложить модель оснастки (двутавр с приваренными поддержками) снова в силе)

Да не успел ответить)

Сделаю сегодня или завтра. Надо будет образмерить все это дело и отрисовать

Link to post
Share on other sites
piden
19 minutes ago, Arteg said:

 Вы свой график в Ansys сделали?

У себя в Chart сделайте:

Input Quantities

Time = Omit

и тоже все симпатично будет

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites

@piden а Вы материал как задавали? По тем же точкам, что скинул я? 

Link to post
Share on other sites
piden
2 minutes ago, Arteg said:

По тем же точкам, что скинул я? 

Да

И в экселевском графике выше у меня тоже ошибка: нужно было выбрать перемещения по Y только давящего ролика, а не максимальные в модели.

Вот исправленный:

 

image.png

Link to post
Share on other sites

Расчет с билинейной аппроксимацией завершился.

Tangent modulus = 916 МПа.

Сила на 30 мм получилась 2122 Н.

Погрешность ~ 13%.....в 2 раза больше чем при мультилинейной аппроксимации.

 

Расчет с Tangent modulus = 1815 МПа, если считать по Еврокоду поставлю в ночь наверное) 

Link to post
Share on other sites
piden
10 minutes ago, Arteg said:

Погрешность ~ 13%...

Вам выше правильно советовали физический эксперимент провести несколько раз. Нужно еще оценить его повторяемость)

  • Нравится 3
Link to post
Share on other sites
10 минут назад, piden сказал:

Вам выше правильно советовали физический эксперимент провести несколько раз. Нужно еще оценить его повторяемость)

Полностью согласен!

Но боюсь еще трубу не выделят) 

Оснастка.SLDPRT

59 минут назад, piden сказал:

просьба выложить модель оснастки (двутавр с приваренными поддержками) снова в силе)

Так норм, или x_t нужен?

Оснастка.x_t

А впрочем, чего мелочится

  • Нравится 3
Link to post
Share on other sites
Graf Kim

Возвращаюсь я такой, а тут уже всё сделали.

 

22 часа назад, Arteg сказал:

@Graf Kim подскажите пожалуйста, как это вывести?  Вы уже так делали, и даже объясняли, но я так и не разобрался)

Как понимаю, уже не актуально? @piden уже всё разъяснил.

 

Пусть я к шапошному разбору, но всё-же обещанное выложу.

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

Ещё для нескольких есть только в виде рисунков:

 

Скрытый текст


image.png

image.png

image.png

image.png


 

 

А вот к слову о разбросе характеристик. Данные по соотношению пределов прочности и текучести для образцов из поковок вырезанных в разных направлениях:

image.png

  • Нравится 2
  • Чемпион 2
Link to post
Share on other sites
10 часов назад, Graf Kim сказал:

Вот кривые для нескольких образцов из 6082T6:

Лишним точно не будет! Большое спасибо)

Link to post
Share on other sites
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)

Edited by Arteg
Link to post
Share on other sites
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

Link to post
Share on other sites
piden
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

 

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
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.

Edited by Arteg
Link to post
Share on other sites
piden
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.

Link to post
Share on other sites
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.

Link to post
Share on other sites
karachun

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

 

Edited by karachun
  • Нравится 4
Link to post
Share on other sites
Graf Kim
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.

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
piden
2 minutes ago, Graf Kim said:

Вот правильная картинка:

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

Link to post
Share on other sites
Борман
13 минут назад, Graf Kim сказал:

Мой косяк

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

Link to post
Share on other sites
Graf Kim
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.

Link to post
Share on other sites
Борман
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..

Link to post
Share on other sites
soklakov
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.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
soklakov
20.01.2021 в 16:04, piden сказал:

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

конечно. надо совмещать линейные участки)

Link to post
Share on other sites
karachun
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.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Viktor2004
      Шпиндельный привод может работать в режиме оси. А вот что бы осевой в режиме шпинделя, еще не видел
    • gudstartup
      Чтобы не было ошибки 466 попробуйте установить 2165 параметр =0
    • Борис Уралмаш
      А не может быть, что 466 дал из-за того, что я на JF1 перемычку не поставил?
    • Борис Уралмаш
      Да, конечно
    • Борис Уралмаш
      Как это сделать? :)
    • Fedor
      тогда возможно и получится :) 
    • Fedor
      Решение нелинейных задач вообще не имеет гарантий. Просто надо действовать с мужеством и оптимизмом, тогда возможно и получится :) 
    • Fedor
      Конечно если нет запасенного задела возможных спроектированных конструкций. Как учил Лейбниц - мы живем в лучшем из возможных миров. А если не думать о возможностях, то склад и металлолом окажутся единственными возможностями. Потом снос и строительство на этом месте жилья и торгово-развлекательных комплексов. А товары для них проще привезти оттуда где умеют думать о возможностях :)  Бухгалтерам то все равно где работать, в ТРК или управляющей жильем компании даже лучше .  Спасение утопающих дело их собственных рук :) 
    • Vdmitriev
      Перевод на трёхмерку - капвложения. Бывает, что править три года, потом увольняются, "чтобы не останавливаться в развитии" (на самом деле, чтобы за эффективные решения нёс ответственность кто угодно другой). А бывает, что по всем приметам  завод на ладан дышит, капитальные вложения не нужны. Знаю крупные предприятия, которые закрыли, хоть проект внедрения трёхмерки с ПЛМ шел полным ходом. Маркетологи у руля иногда и зря огребают ненависти. Подозреваю, что не все наши развалившиеся заводы развалили. Некоторые просто в дико запущеном состоянии, а реорганизация слишком затратна, последующих гарантий успеха никаких, а как временный собственник может посчитать. что склад здесь выгоднее. На самом деле не всегда он гад, иногда просто выгоднее склад, понимаете? Да, у нас и труд стоит ниже плинтуса. Такая арифметика на выходе. Поэтому уникальный специалист-сварщик ушел в 1995 году на топорный монтаж железных дверей, конструктор В 2004 торговать в евросеть. Т.е. некоторые собственники считают, что наше место за забором предприятия. Да и выкидывают нас не в открытый космос.
    • Maik812
      Вопрос как вводить в базу данные? На сколько удобно и пакетно вводить туда . Вопрос два, ну ввел дуда изделие и мне какая то деталь для другого понадобилась проекта, как вывести ее в новый проект .
×
×
  • Create New...