Преднапряжение

[Degen1103 25]

А вот интересно, как в Simulation смоделировать преднапряжённую конструкцию? Например, натянутую стальную арматуру в бетонной матрице. Или, скажем, изогнутую как лук упругую балку, стянутую "тетивой".

Какой тут м.б. оптимальный алгоритм и есть ли он? Вроде Simulation позволяет деформированную деталь выгружать, но позволит ли это её дальше нагружать по-разному?...

[karachun 2 038]

@Degen1103 Можно олдскульным методом - через температурные деформации. Скажем у стальной арматуры будет к-т термического расширения а у бетона - нет.

И это все будет считаться за один расчет, без рестартов.

[Degen1103 25]

Да, это мне в голову не пришло. Хоть и видел, как арматуру в плитах натягивают

Ну, а упругая балка с тетивой? Там ж начальный изгиб важен.

[karachun 2 038]

10 минут назад, Degen1103 сказал:

Там ж начальный изгиб важен.

Сделайте ее изначально немного загнутой. Вообще если вы возьмете прямую балку и будете ее стягивать арматурой то она может и устойчивость потерять.

[ДОБРЯК 606]

11 минут назад, karachun сказал:

Сделайте ее изначально немного загнутой. Вообще если вы возьмете прямую балку и будете ее стягивать арматурой то она может и устойчивость потерять.

Стягивать нужно температурой?

[karachun 2 038]

@ДОБРЯК Предложите свой вариант.

[ДОБРЯК 606]

3 минуты назад, karachun сказал:

@ДОБРЯК Предложите свой вариант.

Прикладывают силы. Не через температуру, а сразу силы.

Температура в силы пересчитывается.

[jtok 822]

8 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Прикладывают силы. Не через температуру

наоборот. прикладывают разницу температур. получают перемещения. не силы. перемещения вызывают температурные деформации

[ДОБРЯК 606]

В методе перемещений правая часть это силы. И не зависит от того как они задаются через решение стационарной тепловой задачи или без решения. 

Чтобы получить перемещения нужно решить СЛАУ. А чтобы решить СЛАУ нужна правая часть.

[karachun 2 038]

@jtok @jtok Можно использовать Bolt Preload но он действует между двумя узлами или двумя сечениями - в арматуре должен быть разрыв, чтобы он нормально заработал. И даже так, все равно сила натяжения будет ослабевать по мере удаления от места приложения прелоада.

Если это лук с тетивой то норм. но если "тетива" заделана в бетон то так не пойдет.

9 минут назад, ДОБРЯК сказал:

И не зависит от того как они задаются через решение стационарной тепловой задачи или без решения. 

Хорошо, но согласитесь что преднапряженная арматурина вся, полностью, находится в растянутом состоянии.

 

Можете показать какие силы нужно приложить к узлам арматуры (пускай арматура выполнена балочным элементом), чтобы все элементы арматуры были растянутыми и чтобы она при этом сжимала бетон?

Изменено 4 февраля 2021 пользователем karachun

[ДОБРЯК 606]

8 часов назад, karachun сказал:

Можете показать какие силы нужно приложить к узлам арматуры (пускай арматура выполнена балочным элементом), чтобы все элементы арматуры были растянутыми и чтобы она при этом сжимала бетон?

Как такое может быть. Арматура растянута а бетон сжат.

Я не смогу этого смоделировать. Поэтому вопрос как через температуру вы решите эту задачу. 

Нужно нагреть арматуру или охладить? 

Арматуру и бетон по общим узлам моделируют.

Расстояние между узлами или увеличивается или уменьшается. 

[karachun 2 038]

7 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Как такое может быть. Арматура растянута а бетон сжат.

А, ну тогда вопросов не имею.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Предварительно_напряжённый_железобетон

Изменено 5 февраля 2021 пользователем karachun

[ДОБРЯК 606]

12 минут назад, karachun сказал:

А, ну тогда вопросов не имею.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Предварительно_напряжённый_железобетон

Цитата

При изготовлении железобетона прокладывается арматура из стали с высокой прочностью на растяжение, затем сталь натягивается специальным устройством

Чтобы натянуть арматуру не нужна температура. Я же про это и говорил.

Цитата

 и укладывается бетонная смесь. После схватывания сила предварительного натяжения освобождённой стальной проволоки или троса

Арматура сжиматься будет а не растягиваться. Поэтому и бетон будет сжиматься.

[karachun 2 038]

14 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Арматура сжиматься будет а не растягиваться. Поэтому и бетон будет сжиматься.

А если я болтом стягиваю две пластины то пластины сжимаются а болт растягивается. Или тоже скажете что это неправда?

 

14 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Чтобы натянуть арматуру не нужна температура.

Да, без проблем, нужно только отдельно растянуть арматуру без бетона а потом связать узлы бетона и арматуры.

 

14 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Арматура сжиматься будет а не растягиваться

А если армируем тросом или тонкой проволокой то она тоже будет сжиматься? А как же тогда она будет работать на сжатие?

Изменено 5 февраля 2021 пользователем karachun

[Jesse 964]

18 часов назад, Degen1103 сказал:

А вот интересно, как в Simulation смоделировать преднапряжённую конструкцию? Например, натянутую стальную арматуру в бетонной матрице. Или, скажем, изогнутую как лук упругую балку, стянутую "тетивой".

Какой тут м.б. оптимальный алгоритм и есть ли он? Вроде Simulation позволяет деформированную деталь выгружать, но позволит ли это её дальше нагружать по-разному?...

если всё в линейной зоне, то можно выкрутиться болтами, пружинками или термоупругостью (натяжение под температурой - это ясное дело в сборке только, ибо для одиночной детали, например консоли, напряжений не будет от температуры).
Ну а если не выполняется принцип независимости действия сил - т.е. одни нагрузки влияют на другие, или когда важен порядок приложения нагрузок - то тогда нужен нелинейный анализ. Задаёте нагрузки в разные промежутки времени

[ДОБРЯК 606]

47 минут назад, karachun сказал:

А если я болтом стягиваю две пластины то пластины сжимаются а болт растягивается. Или тоже скажете что это неправда?

Так у вас бетон сжимается болтом?

Мы какую задачу решаем?

19 часов назад, karachun сказал:

Можно олдскульным методом - через температурные деформации. Скажем у стальной арматуры будет к-т термического расширения а у бетона - нет.

Так можно или нельзя так решать???

10 стержней. Нагрузка температура в узле. Решается стационарная теплопроводность.

Потом  решаем термоупругую задачу.

   вектор правых частей.
   вектор номер 1
 степень свободы.    правая часть
 1     2.750619E+004 
 7     2.200504E-007 
 13     5.501352E-008 
 19     1.650405E-007 
 25     1.100343E-007 
 31     3.300665E-007 
 37     -2.750619E+004 
 43     3.850873E-007 
 49     4.813555E-007 
 55     4.400972E-007 
 61     2.750639E-007 

Эти силы можно сразу приложить не решая тепловую задачу.

Приложите в одну сторону арматура и бетон будут растягиваться. Проложите в другую арматура и бетон будут сжиматься.

[ДОБРЯК 606]

16 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Проложите

Опечатка 

Приложите в другую сторону арматура и бетон будут сжиматься.

45 минут назад, Jesse сказал:

термоупругостью (натяжение под температурой - это ясное дело в сборке только, ибо для одиночной детали, например консоли, напряжений не будет от температуры).

Это что-то новенькое. Что в этом стержне не будет напряжений от температуры. Его нужно в сборку вставлять...

[Jesse 964]

12 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Это что-то новенькое. Что в этом стержне не будет напряжений от температуры. Его нужно в сборку вставлят

нарисуйте у этого стержня 2 цилиндра с каждой стороны, имитирующих гайки. И вставьте между ними пластины чтоб касались. Задайте пониженную по сравнению с атмосф темперутуру для стержня и вуаля - пластины сжимаются. Ну и в стержне будут напряжения, правда не имеющие ничего общего с реальным болтом

з.ы.: кстати, в этом случае для более корректной имитации преднатяга пластин пришлось бы ещё задать анизотропию теплопроводящих свойств, ибо изотропный стержень и в радиальном направлении расширится..

[ДОБРЯК 606]

6 минут назад, Jesse сказал:

нарисуйте у этого стержня 2 цилиндра с каждой стороны, имитирующих гайки. И вставьте между ними пластины чтоб касались. Задайте пониженную по сравнению с атмосф темперутуру для стержня и вуаля - пластины сжимаются. Ну и в стержне будут напряжения, правда не имеющие ничего общего с реальным болтом

Мы что моделируем арматуру или болты?

Что заливается бетоном растянутая арматура или закрученный болт???

 

[Jesse 964]

37 минут назад, ДОБРЯК сказал:

1 час назад, Jesse сказал:

термоупругостью (натяжение под температурой - это ясное дело в сборке только, ибо для одиночной детали, например консоли, напряжений не будет от температуры).

Это что-то новенькое. Что в этом стержне не будет напряжений от температуры. Его нужно в сборку вставлят

в этом ж смысл: когда стеснённые температурные деформации - возникают напряги

 

12 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Мы что моделируем арматуру или болты?

Что заливается бетоном растянутая арматура или закрученный болт???

 

в преднапряжённом бетоне растянутая арматура, чтоб внешние силы выводили бетон из сжатия. удивлён, что вы этого не знали.)
А нагревают, когда хотят сделать нерезьбовое соединение с натягом..) точнее нагревают втулку, и охлаждают стержнень