Как правильно задать настройки в AWb, чтобы учесть геометрическую нелинейность

[Ga_Bu 1]

Доброго времени суток! 

 

Помогите, пожалуйста, разобраться вроде в элементарной задачке. Бъюсь с ней уже несколько недель, идеи иссякли- не получается нужный результат. П.С.: Я в нелинейных задачах новичок, возможно туплю на ровном месте. Решаю в Ansys Mechanical 16.2.

Задача: двутавровая балка (смоделирована поверхностями), свободно опертая по краям, нагружена одинаковыми (по значению) сжимающими силами с двух сторон и к середине приложена сосредоточенная поперечная нагрузка (она постоянная для всех сжимающих сил). Ищу прогибы в точке приложения поперечной силы. Материал сталь. Вроде все просто.

Решаю в Ансисе устойчивость (без поперечной силы), получаю Эйлерову силу такую же как в аналитическом расчете. Далее нагружаю поперечной силой, включаю большие перемещения, считаю прогибы при разных сжимающих силах и полую график зависимости силы от перемещений (см рис). Решаю ту же задачу по справочнику и данный график очень близко сходится с решением в Ансисе. Все вроде бы норм, но по справочнику уравнение кривизны  1/р=W''     Получается что ансис использует эту же математику? Помогите найти как заставить ансис считать по этой формуле   . К слову, такой результат не на одной  конкретной модели, а на множестве разных длин и поперечных сечений двутавров и швеллеров. По второму уравнению кривизны график не всегда должен так идеально асимптотически подходить к значению эйлеровой силы. 

Еще добавлю, что при решении этой задачи, насколько я понимаю, должен возникнуть пластический шарнир в месте приложения поперечной нагрузки, но его нет (причем шарнира нет даже при учете еще и физической нелинейности). Помогите разобраться.

Что я делаю не так? Может настройки еще какие надо включить?

Буду очень благодарна любому совету, спасибо всем кто дочитал до конца.

[Jesse 958]

21 минуту назад, Ga_Bu сказал:

ще добавлю, что при решении этой задачи, насколько я понимаю, должен возникнуть пластический шарнир в месте приложения поперечной нагрузки

почему? устойчивость может теряться и без пластических деформациях, т.е. балочка прогнётся сильно и разогнётся обратно. Зависит от нагрузок

 

21 минуту назад, Ga_Bu сказал:

Решаю в Ансисе устойчивость (без поперечной силы)

так у вас поперечная сила по ТЗ приложена, или вы её прикладываете чтобы получить решение в нелинейном анализе? Так то существенная поперечная сила будет влиять на минимальную критическую силу потери устойчивости.

 

21 минуту назад, Ga_Bu сказал:

Помогите найти как заставить ансис считать по этой формуле   

что заставить считать? кривизну?))
Ну а если серьёзно, то Вы по аналитике прогибы балки с учётом знаменателя считаете?) Интересно, по какому такому справочнику вы умудрились получить закритическое решение...
В Ансисе и в большинстве каешек не такая математика. Для всех задач (для всех типов КЭ) одна универсальная формула Ku=F. 
Прогибы в каждом узле находятся по упрощённой сопроматной модели, но на каждом шаге нелинейного анализа обновляется матрица жёсткости К (неявный решатель!), итерац-й процесс Ньютона-Рафсона  все дела....

З.Ы.: короче, пока понятно только одно - что вы сами не понимаете, что решаете и зачем решаете опишите задачу что нужно посчитать, и половина вопросов для вас исчезнет сама собой

Изменено 23 марта 2021 пользователем Jesse

[Ga_Bu 1]

36 минут назад, Jesse сказал:

так у вас поперечная сила по ТЗ приложена, или вы её прикладываете чтобы получить решение в нелинейном анализе?

Я задаю небольшую поперечную силу, чтоб получить решение в нелинейном анализе, следующим шагом планируется считать многопролетные балки с исходными деффектами, а пока с однопролетной плаваю. 

[DrWatson 128]

Итак.

Стоит задача получить деформированную геометрию конструкции в случае потери устойчивости?

И причем чтобы эта геометрия потом  согласовывалось с требованиями строительных кодов?

[Jesse 958]

1 час назад, Ga_Bu сказал:

Я задаю небольшую поперечную силу, чтоб получить решение в нелинейном анализе, следующим шагом планируется считать многопролетные балки с исходными деффектами, а пока с однопролетной плаваю. 

Да что у вас за волшебные балки такие?!) Строительные балки, как правило, в линейной зоне работают с большими запасами по прочности и тем более по устойчивости. Зачем вам вообще нелинейный анализ?! Как вы пишите, эти задачи у вас на потоке и подобные. Так можно 1-2 посчитать с нелинейным анализом, убедиться что разница с линейным 5-7% max (можнэ для интереса и с дефектом просчитать - условным непроваром полки или эксцентриситета), и продолжать считать в линейке за секунды с условным запасом на нелинейность 20%. Наверно, у всех бывают какие- то типовые конструкции, и там уже интуитивно это должно приходить. Бдительност при этом, конечно , не терять.

кстати, а почему оболочки, а не балочные КЭ? Косынки/отверстия/ребра имеются чтоль?

3 часа назад, Ga_Bu сказал:

К слову, такой результат не на одной  конкретной модели, а на множестве разных длин и поперечных сечений двутавров и швеллеров. По второму уравнению кривизны график не всегда должен так идеально асимптотически подходить к значению эйлеровой сил

Вы так ловко тут анализируете решение нелинейного (хочу подчеркнуть) диффура, аналитических решений для которых даже в одномерном случае не так много.. всё таки  мне интересно, что и как вы там нарешали аналитически, где посмотрели

Изменено 23 марта 2021 пользователем Jesse

[Ga_Bu 1]

1 час назад, Jesse сказал:

Ну а если серьёзно, то Вы по аналитике прогибы балки с учётом знаменателя считаете?) Интересно, по какому такому справочнику вы умудрились получить закритическое решение...
В Ансисе и в большинстве каешек не такая математика. Для всех задач (для всех типов КЭ) одна универсальная формула Ku=F. 

 

Аналитическое решение без учета знаменателя, естественно!) Считаю по справочнику "Прочность судов внутреннего плавания" -Давыдов, Маттес, Трянин; и по справочнику решение только в докритической зоне и оно совпадает с решением в Ансис, но например именно эту задачу до меня решали еще в Абакусе, (я не отвечаю за правильность этого решения, но сказать что оно не верно тоже не могу) и по результатам график сила-перемещение выходит за эйлерову силу в данном случае и автор утверждает, что такое решение получено именно благодаря учету знаменателя в уравнении указанном выше (Не могу найти как прикрепить график...).

 

На днях планируется экспериментально сжать аналогичную балочку с небольшим исходным деффектом, и хочется получить решение максимально приближенное к эксперименту.

[karachun 2 038]

@Ga_Bu Модель покажите. Геометрию, нагрузки, закрепления, размеры, материал. А то пока нет предмета обсуждения.

Изменено 23 марта 2021 пользователем karachun

[Ga_Bu 1]

15 минут назад, Jesse сказал:

Да что у вас за волшебные балки такие?!) Строительные балки, как правило, в линейной зоне работают с большими запасами по прочности и тем более по устойчивости.

Судовой набор например. Есть такой пункт у регистров: расчет конструкции судна в момент удара его (судна) в абсолютно твердую поверхность, и в этом случае расчет ведется по разрушающим напряжениям (в основном по пределу прочности). Но обычно считают геометрически идеальную балочку и по сути значения критической силы получается завышенное, а в действительности если учесть физическую и геометрическую нелинейность конструкции критическая сила будет намного меньше

[Ga_Bu 1]

 как прикрепить здесь файлы? Картинки? Что за ссылку просит значёк "изображение"? С диска ПК нельзя загрузить?

 

 

[статист 608]

15 минут назад, Ga_Bu сказал:

 как прикрепить здесь файлы? Картинки? Что за ссылку просит значёк "изображение"? С диска ПК нельзя загрузить?

 

 

нужно минимум 10 сообщений набрать, чтобы прикреплять здесь картинки.

1 час назад, Ga_Bu сказал:

Судовой набор например. Есть такой пункт у регистров: расчет конструкции судна в момент удара его (судна) в абсолютно твердую поверхность, и в этом случае расчет ведется по разрушающим напряжениям (в основном по пределу прочности). Но обычно считают геометрически идеальную балочку и по сути значения критической силы получается завышенное, а в действительности если учесть физическую и геометрическую нелинейность конструкции критическая сила будет намного меньше

Тут не все судостроители. И с регистрами не знакомы. Схематично можете показать силовую схему. И привести номер регистра и пункт, где находится данная формула. Лучше еще скинуть модель (с описанием), которую Вы исследуете. Прикрепить ее можно пока на стороннем файлообменнике.

[Ga_Bu 1]

6 минут назад, статист сказал:

Тут не все судостроители. И с регистрами не знакомы.

Это я к примеру указала область, где конструкцию необходимо оценивать не в упругой зоне, а в упруго-пластической.

[статист 608]

1 час назад, Ga_Bu сказал:

 

 но например именно эту задачу до меня решали еще в Абакусе, (я не отвечаю за правильность этого решения, но сказать что оно не верно тоже не могу) и по результатам график сила-перемещение выходит за эйлерову силу в данном случае и автор утверждает, что такое решение получено именно благодаря учету знаменателя в уравнении указанном выше (Не могу найти как прикрепить график...).

Может быть там использовались элементы оболочек, учитывающие кинематическую нелинейность. Я не разбирался детально в этой теме, но как я понял элементы оболочек, учитывающие нелинейность в плоскости не могут учесть "нелинейные" большие углы поворота.

Вот интересная статья на эту тему http://web.mit.edu/kjb/www/Principal_Publications/The_MITC4+_shell_element_in_geometric_nonlinear_analysis.pdf
В Code_aster это вроде могут учесть элементы COUQE_3D https://www.code-aster.org/doc/default/en/man_u/u3/u3.12.03.pdf В ансисе не знаю есть ли такое.

но в любом случае без четкой постановки задачи это все гадание на кофейной гуще и наукообразия. Может все проще.

 

Попробуйте измельчить шаг для нелинейного анализа. Это может помочь. У меня как то было такое.

 

Вот интересная статья, кажется как раз по вашей теме для абакуса https://core.ac.uk/download/pdf/191701104.pdf

[Jesse 958]

12 часов назад, Ga_Bu сказал:

Это я к примеру указала область, где конструкцию необходимо оценивать не в упругой зоне, а в упруго-пластической.

а вам в какой области надо?
вы за эти несколько недель так и не поняли, что надо считать........?!

[soklakov 1 475]

23.03.2021 в 17:56, Ga_Bu сказал:

Получается что ансис использует эту же математику?

а может получается что W'^2 реально мал?