Перейти к публикации

Поперечный прогиб натянутой Мембраны


Рекомендованные сообщения

Добрый день!

 

Мне нужно посчитать как прогнётся натянутая мембрана (допустим, круглая) при поперечном воздействии на неё некоторой силы.

 

Сначала я решил другую задачу - посчитал собственные моды и частоты такой мембраны. Для этого я сперва использовал модуль Static Structural, где задавал натяжение, а потом передавал данные в Modal, и там считал моды и частоты. (Кстати, в Static Structural в первом случае я задавал кинематическое условие на внешней окружности - небольшой Displacement в радиальном направлении, а во втором случае - как советуют в verification manual - задавал Thermal Condition - охлаждал мембрану, чтоб она натянулась). В итоге с неплохой точностью получилась фундаментальная частота, которая через диаметр мембраны D, поверхностную плотность σ и натяжение T (Н/м) рассчитывается по формуле: f0.png.

А вот прогиб правильно считать пока не получается. Прогиб Z натянутой мембраны радиуса R при воздействии в центре поперечной силы F, равномерно распределённой по кружку радиуса S, выражается по формуле: Z.png.

Для решения я пробовал задавать в Static Structural два шага нагружения: на первом - охлаждение через Thermal Condition мембраны c Fixed Support на внешней окружности , а на втором шаге - конечная температура оставалась и добавлялась поперечная сила, действующая на кружок радиуса S. Но вместо прогиба для мембраны получался прогиб для защемлённого по периметру очень тонкого диска (проверял значение максимального прогиба в центре). Ну и при отключении охлаждения через Thermal Condition на первом шаге практически ничего не менялось, т.е. натяжение в мембране не работает, чтобы она гнулась за счёт поперечной силы F(r) по уравнению Пуассона PoissonEq.png.

Подскажите, пожалуйста, как правильно смоделировать прогиб такой натянутой мембраны?

 

 

 

Изменено пользователем Pumpov
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 2 недели спустя...


UnPinned posts
6 минут назад, ДОБРЯК сказал:

изгибной жесткости нет

И суслика нет. А он есть.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Так у мембраны в Ансис есть изгибная жесткость или нет?

нету. Поэтому имхо какая-то стабилизация нужна на первых шагах. А если очень тонкая оболочка, то есть. И тогда решение простое - вручную увеличить изгибную жёсткость на первых шагах путём растяжения пластины.
Я имел в виду, что в реальности изгибная жёсткость есть всегда, хоть и оч маленькая. даже по идее у какой-нибудь ткани, хз..

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Как только узел уходит из равновесия вертикально, тут же включается жёсткость на растяжение в искомом и соседних элементах. Достаточно малого возмущения чтобы конфигурация в дальнейшем пришла к привычной чашеобразной форме. Один суслик потянул за собой остальных, и понеслась волна миграции...

Главное успевать их фотать решателем, расставляя итерации.

Изменено пользователем AlexKaz
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 минут назад, AlexKaz сказал:

Как только узел уходит из равновесия вертикально

Он не может уйти из равновесия вертикально. Нет жесткости следовательно перемещение = 0. 

Пример понятный всем. Консольный изгиб стержня, а в модели задали только площадь. Жесткость на изгиб = 0.

Такой стержень не гнется). И с мембраной тоже самое. Нет жесткости - нет изгиба.

Есть смысл идти на 4-ый круг.:biggrin:

20 минут назад, Jesse сказал:

нету.

Если нет изгибной жесткости, то и перемещения на первом шаге = 0.

А следовательно уравнения записываются для недеформированного состояния и решается та же задача на втором шаге и  на третьем...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Цитата

Консольный изгиб стержня, а в модели задали только площадь. 

И весь стержень сделали из шарниров как цепь велосипеда и натянули :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
34 минуты назад, Jesse сказал:

Я имел в виду, что в реальности изгибная жёсткость есть всегда, хоть и оч маленькая. даже по идее у какой-нибудь ткани

В таком случае предлагаю сделать тест. На изгиб оболочки и мембраны и решить линейную задачу. Я подчеркиваю линейную.

Когда  KEYOPT (1) = 0 и  KEYOPT (1) = 1. И сравним результаты.

И посмотрим что нужно стабилизировать.:biggrin:

 

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

В таком случае предлагаю сделать тест. На изгиб оболочки и мембраны и решить линейную задачу. Я подчеркиваю линейную.

Когда  KEYOPT (1) = 0 и  KEYOPT (1) = 1. И сравним результаты.

И посмотрим что нужно стабилизировать.:biggrin:

 

у меня ща ансиса нет на компе. Сами сравните и выложите сюда. 5 мин делов. Мы посмотрим.
з.ы.: в линейной задаче ничё стабизировать не надо

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
16 минут назад, Jesse сказал:

у меня ща ансиса нет на компе.

И у меня ща ансиса нет на компе.:biggrin:

Так какой тогда  смысл было говорить про стабилизацию? 

Если нет жесткости то и нет прогиба. А если изгибная жесткость у мембраны есть то чем она отличается от жесткости оболочки. 

Это же смешно читать в этой теме, что у мембраны в Ансис нет изгибной жесткости но есть прогиб. И нет углов поворота. 

И нужно что-то стабилизировать в линейной задаче.

2 часа назад, AlexKaz сказал:

Один суслик потянул за собой остальных, и понеслась волна миграции...

Главное успевать их фотать решателем, расставляя итерации.

Особенно эти перлы про сусликов и волны миграции:biggrin:

Продолжайте я с интересом буду читать эти перлы...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Кстати.  В строительстве мембраны по предложению Пастернака используются как коэффициент С2  для моделирования  грунтов .  А в Механике контактного взаимодействия   описано использование аналогичного коэффициента для взаимодействия надутого колеса и грунта через подобный коэффициент .  С помощью такого коэффициента по сути сводят к задаче типа струны, только не для однопараметрических областей, а двухпараметрических ... С1 или пружинку как то Борман писал какой командой смоделировать в Ansys, возможно есть возможность и С2 смоделировать . Это вполне себе линейные задачи ... :)  

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15 часов назад, Jesse сказал:

Сами сравните и выложите сюда. 5 мин делов. Мы посмотрим.
з.ы.: в линейной задаче ничё стабизировать не надо

Мы это 5000 мужиков.:biggrin:

Которые не могут понять, что если жесткость = 0, то и прогиб = 0. 

Которые не могут понять, что при численном решении линейной задачи будет деление на ноль. Которые сами ничего не могут сравнить, а только философствуют и дают советы. И считают себя великими знатоками глубокой нелинейности.:biggrin:

 

 

Это задача обсуждалась в теме про ткань. Будет жесткость но маленькая. 

@Jesse надеюсь что вы понимаете, что если жесткость = 0, то при численной факторизации будет деление на ноль. И что численная факторизация не зависит от величины силы, от правой части.:biggrin:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Цитата

если жесткость = 0, то и прогиб = 0. 

А у резинки от трусов не так , если жесткость ноль то можно насколько угодно ее растянуть если укрепить ее как гитарную струну.   То есть если жесткость ноль, то прогиб бесконечность может быть :) 

Cu=F  =>  u=F/C   <=> C=0 => u-> бесконечность :) 

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
25 минут назад, Fedor сказал:

Cu=F  =>  u=F/C   <=> C=0 => u-> бесконечность

Наконец-то поняли что на ноль делить нельзя. Вчера это проговаривали и те же формулы были написаны.

Поэтому при численной факторизации программа скажет что не может решить СЛАУ или автоматически закрепит эту степень свободы.

Это то же вчера проговаривали. 

Если автоматически закрепит то перемещение = 0.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Своеобразная логика предельного перехода, если бесконечность то сделать ноль  ...  :) 

Считаем же цепи , веревки, паруса :)

Делаем соответствующий keyopt как надо и все дела. А если интересуют детали, то надо читать хелпы и литературу ... :)

В оболочках есть изгибы и растяжения-сжатия. Если что-то обнуляется то другое то работает. Внутренняя энергия это интеграл от произведения  напряжений на деформации и она в условиях сплошности всегда есть и положительна. Так строится квадратичный функционал энергетический.   

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

Считаем же цепи , веревки, паруса

Вы опять не слышите что вам объясняют. В реальных физических задачах есть изгибная жесткость. 

Поэтому в численных расчетах изгибная жесткость не равна 0.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Элемент Shell181. Линейная задача.

KEYOPT(1) = 0, Изгиб и мембрана. Общие перемещения

 

Bending.jpg

 

KEYOPT(1) = 1, Только мембрана. Общие перемещения.

 

Membrane.jpg

Не берусь судить, ноль это или просто нет результата.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Гнуться в задачах такого типа не дает кривизна судя по уравнению струны, она задает возвращающую силу ... 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
22 минуты назад, статист сказал:

Не берусь судить, ноль это или просто нет результата.

В классическом Ансис серьезный прямой решатель. Он закрепляет степени свободы если на главной диагонали 0. Он не говорит что при решении линейной задачи нет результата. Он в любом случае какое-то решение выдаст.

Нужно посмотреть чему равен прогиб при решении KEYOPT(1) = 0 и KEYOPT(1) = 1 и сравнить.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Цитата

 Он закрепляет степени свободы если на главной диагонали 0.

Это легко проверить не задавая никаких граничных условий и приложив только силу к произвольному телу. 

 

Цитата

Он не говорит что при решении линейной задачи нет результата.

То есть по вашему мнению врет ?  :) 

Если уж доопределять, то нуль логично заменить маленьким числом, а  не очень большим как иногда делали раньше чтобы смоделировать нулевое смещение ... 

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
43 минуты назад, статист сказал:

Не берусь судить, ноль это или просто нет результата.

это всё не важно. Главное что

Цитата

На сегодняшний день ИСПА решает линейные задачи на порядок быстрее, чем NASTRAN и ANSYS.

http://www.ispa-soft.ru/statxi/statxq26.htm
:biggrin:

Изменено пользователем Jesse
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

    • sippovich
      Добрый вечер Уважаемые Форумчане,нет ли ни у кого инструкции по восстановлению нулевых точек револьверной головы на станки серии TF и TD серии Fanuc? Заранее благодарен.
    • Heroend
    • ДОБРЯК
      А выкинуть строчку и столбец  это не закрепление? :=)
    • nicomed
      @Kelny  То что,Вы, описали это варианты, а как я понял, @Евдоким Жаркий требуется именно комплекты. Как я понимаю различие: Балка может быть и катанного профиля или гнутого, но она может быть только одна. - это варианты , и, они, не исключают комплекты сменных частей. А, к примеру у заказчика есть три домкрата, и, в процессе эксплуатации зацепа, в разных ситуациях, может использоваться разный тип домкрата. У каждого домкрата свое посадочное место, и для него уже заказчик, будет менять пятки зацепа. Т.е. у него их (пяток) столько, сколько типов домкратов. И это у же комплекты сменных частей. Резюмируя - варианты это еще на уровне изготовителя, а комплекты на уровне заказчика (эксплуатации).       
    • maxx2000
      пусть так это тебе и продолжает казаться, для меня например всё ясно как божий день. Есть вещи которые требуют понимания. Я не ставлю своей задачей выдать набор кнопок, а лишь указать возможный вектор решения задачи. Артас обрабатывает по нормали к элементу(поверхности), а надо обрабатывать вдоль оси Z РП элемента которая должна совпадать с осью Z станка. Он намного ближе к понимаю 5 осевой обработки чем может казаться со стороны.   а зачем его разворачивать? разворачивать надо с конкретной целью. Боком режет, и пусть себе режет.
    • Heroend
      Добрый день! Сел за изучение FS и решил смоделировать настоящую АВО типа БАВО-К. В процессе были некоторые проблемы, но все решалось постепенно. Однако, так и не смог исправить одну ошибку, которая портит весь расчет. Ахиллесовой пятой моего моделирования стала 3-х ходовая теплообменная секция АВО, при входных данных P=3,2 МПа, T газа = 160 С (взятых с работающего оборудования) расчет заканчивается досрочно, с ошибкой "Твердое тело расплавилось". Во время самого расчета система набирает безумное давление (смотрел по дополнительному окну), причем как только я не игрался с расходом, динамика ошибок остается та же.  Может кто-то подсказать из-за чего может быть такая проблема?  
    • Jesse
      скорей всего ДК - это какое-то "общее" требование для всех роторных машин, где есть вал..) вот и копипастят, сами не пойми чего. Ну я уже на 90% уверен, что ДК - это про гироскопику, когда достаточно большой диск кренится вдоль оси и создаёт "гироскопику" - момент, которые гнёт вал и искажает частоты. Наблюдается две ветви - т.н. "вилка". Если эти гироскопич-е эффекты пренебрежимо малы, то это уже не ДК, а просто зав-ть СЧ от оборотов..) Пока так.   да там и от скорости вращения ротора должна зависеть added mass; когда замедляется/ускоряется, везде разная масса получится.  Интересно, а можно из эксперимента определить added mass? ну типа тот же ротор постепенно разгоняешь, и смотришь как меняется основная акустическая мода по времени..
    • Orchestra2603
      @ДОБРЯК: Решил вашу задачку с одним элементом без факторизации...   Частоты:     Формы:  
    • vanek77777
      Вышли проект maxx2000, пусть покажет на практике как надо. А то он мастер размытых ответов) Иногда почему-то Кличко вспоминается, тот что мер Киева) Заодно я и может другие чему новому научимся) Прочитал несколько раз, вот ничего не понятно. Ради бога вышлите ему проект. Мне прям интересно, что имелось ввиду в этом послании
    • Orchestra2603
      Много делал расчетов для общей вибрации корпуса судна. Так вот мы просто вокруг корпуса делали объемную сетку и "заливали" ее элементами акустической жидкости (т.е. из степеней свободы только давление). Получался типа такого параллелипепеда из воды. В тех элементах, которые граничат с конструкции, там нужно включать расширенные набора степеней свободы (давление и еще пермещения), чтобы обеспечить совместность. Если объем достаточно большой, так что в модальнике видно, что на нектором отдалении от границ параллелепипеда давления падают, то размер этот параллелепипеда не влияет на частоты/формы. Знаю, что еще есть всякие полубесконечные специальные элементы, где на одной из граней можно сразу задавать асимптотические условия на бесконечности, но я такими не пользовался сам, так что не знаю, как оно работает. Еще надо понимать, что из-за вот этих интерфейсных элементов жидкости пропадает симметрия матриц, так что там есть еще вычислительные особенности для модальника.   Надо еще понимать, что для разных видов движений (т.е. по сути для разных форм колебаний, если мы говорим о вибрации) присоединенная масса будет отлисчаться. Существует,например, формула для присоединенных масс для поступательного движения циллиндра. И там для бесконечного объема жидкости вокруг циллиндра. Но понятное дело, что это не совсем то, что нужно.    Вообще, что касается гидродинамики (если она там есть), то это вообще отдельная история. Если объем там внутри насоса замкнутый (насколько я понимаю), и скорости существенные, то там куча всякого интеренсого может проиходить. Если прям есть задача или желание заморачиваться, то надо бы тогда и CFD посчитать. Представьте себе... Совсем недавно имел дело с расчетами динамики опорной конструкции для оффшорного ветрогенератора. И там под Cambell diagram они как раз имелли ввиду примерно такой же график!  По оси x - частота вращения, по оси y - частоты.  Там строят графики для частот возбуждения разных порядков (1P, 3P, 6P, ...), которые (ясен пень!) линейны относительно частоты вращения ротора. Еще рисуют горизонтальные прямые, которые соответствуют каким-то собственным частотам и ращным самым формам... Получается картинка, очень похожая на вашу! Я всегда считал, что Campbell diagramm - это про динамическую неустойчивость при вращательном движении. А тут вот - нет! Короче.. Всегда хорошо уточноить у заказчика, что конкретно они хотят получить. Очень может быть, что вам и не нужно сильно заморачиваться. 
×
×
  • Создать...