Jump to content

Поперечный прогиб натянутой Мембраны


Recommended Posts

Pumpov

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?

 

 

 

Edited by Pumpov
Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...


UnPinned posts
Fedor

Вот классики математической физики то не знали об этом    :)

 

 

Если рассуждать как Добряк, то и сила не имеет физического смысла так так действует на единичную площадь точки :) 

Edited by Fedor
Link to post
Share on other sites
Fedor

Математика вообще не имеет физического смысла. Ее даже не считают естественной наукой потому что она изучает свои объекты. Точки, линии, струны, поверхности , тензоры, матрицы, числа, группы, тела, алгебры, уравнения, неравенства, функции и функционалы и многие другие  придуманные математиками :) 

Link to post
Share on other sites
imt

Я не знаю, кто кого обманывает, но для стержня без вращательных степеней свободы надо делать 1 элемент по длине. Или ограничивать вращательных степени свободы. Разве не так? 

Тогда картинка с натяжение струны должна быть правильной

Без артефактов как у Добряка и Jesse

Link to post
Share on other sites
Fedor

И Лаврентий Павлович говаривал - нет человека - нет проблемы :) 

Классики вообще представляли решение для струн в виде рядов. Или даже континуально в виде интегралов. А тут предлагается радикальное решение сделать всего один элемент, а дальше по добряковскому -  он и не гнется потому что изгибных жесткостей нет :) 

Link to post
Share on other sites
imt

Если надо решить задачу в ансис, только так (например на ютубе How to change Beam 188 to Link 180). Или ограничывайте ыращений для всей струны. 

И таки да. Струна и цепь не имеют изгибной жёсткости в обычном механическом смысле.

А как математическом, я так и не понял...  ;) 

Link to post
Share on other sites
Jesse
1 час назад, imt сказал:

надо делать 1 элемент по длине.

да)
566.jpg

Link to post
Share on other sites
Fedor

Ну какая же это струна, когда всего две палки гвоздями сколочены ?  Сколько струнных инструментов не видал, а таких струн не видал   :)

 

 

 

Edited by Fedor
Link to post
Share on other sites
imt

Вот не надо...

Есть такие музыкальные инструменты - одна палка, два струна. 

Link to post
Share on other sites
Pumpov
3 hours ago, Fedor said:

Математика вообще не имеет физического смысла. Ее даже не считают естественной наукой потому что она изучает свои объекты. Точки, линии, струны, поверхности , тензоры, матрицы, числа, группы, тела, алгебры, уравнения, неравенства, функции и функционалы и многие другие  придуманные математиками :) 

Математика у нас в голове.

Link to post
Share on other sites
Fedor

Не в каждой :) 

Это же по сути язык. А с языками все не просто, людей знающих много языков не много ... 

Edited by Fedor
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
3 часа назад, imt сказал:

но для стержня без вращательных степеней свободы надо делать 1 элемент по длине. Или ограничивать вращательных степени свободы. Разве не так? 

Вращательные степени свободы к этой задаче не имеют никакого отношения. Нужно задать небольшие изгибные жесткости. И численных проблем не будет. Об этом говорили раз 10 не меньше.

У струны есть изгибная жесткость. Задайте эту жесткость. И задача решится без численных проблем. 

2 часа назад, Jesse сказал:

да)

И сколько собственных форм вы можете определить если модель из одного стержня. А у стержня только площадь?:biggrin:

Edited by ДОБРЯК
Link to post
Share on other sites
karachun
4 часа назад, Fedor сказал:

Точки, линии, струны, поверхности , тензоры, матрицы, числа, группы, тела, алгебры, уравнения, неравенства, функции и функционалы и многие другие  придуманные математиками :)

Ну и в Физике тоже и момент и сила и напряжения это абстракции и физические модели для описания действительности.

Без абстракций никакую научную систему не выстроить, и даже в магазине картошку купить не получится.

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
4 часа назад, Fedor сказал:

и сила не имеет физического смысла так так действует на единичную площадь точки

@Fedor Зачем эту глупость гнать на форум. Что в точке есть единичная площадь.:biggrin: Никакими другими знаниями не можете обратить на себя внимание? 

Интересная же тема. Зачем все эти глупости писать?

Link to post
Share on other sites
Fedor

Посмотрите решение Буссинеска   :) С темой все ясно, все мнения высказаны. Предложено множество технологий.  Принцип как обычно один определять объект - решение волнового уравнения через предел как это принято в математике. 

Edited by Fedor
Link to post
Share on other sites
Jesse
1 час назад, ДОБРЯК сказал:

И сколько собственных форм вы можете определить если модель из одного стержня. А у стержня только площадь?

3 частоты ненулевые насчитал)

 

40 минут назад, karachun сказал:

Ну и в Физике тоже и момент и сила и напряжения это абстракции и физические модели для описания действительности.

Без абстракций никакую научную систему не выстроить, и даже в магазине картошку купить не получится.

физика больше работает с фундаментальными законами, выведеленные аксиоматически из теорий. Например гравитация. А в инженерии - феноменологические законы (наблюдения, эмпирика), к примеру, закон Гука, да и весь сопромат. С константами такая же фигня: есть фундаментальные типа гравитац-ая постоянная, а есть инженерные типа модуль упругости и коэф-т Пуассона.
Бывает кстати, что феноменологические законы могут стать фундаментальными, если им сделают полное теоретическое обоснование. Ща не вспомню, но примеры были.
я это так понимаю..)
То бишь в инженерии больше абстракции, а в физике суть, объясняющая как работает природа в целом

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
19 минут назад, Fedor сказал:

Посмотрите решение Буссинеска 

Эту задачу только недавно обсуждали. а вы уже забыли. :biggrin:

Сыпать песочек в точку у которой нет площади 5 часов. И у этой задачи нет физического смысла.

Link to post
Share on other sites
Fedor
Цитата

Зачем эту глупость гнать на форум.

Вот и я думаю зачем пишите о нулевых перемещениях как следствии отсутствия жесткости , об отсутствии физического смысла у струн и прочие глупости :) 

Цитата

И у этой задачи нет физического смысла

Вот грунтовики то удивятся такому .  Тогда и все фундаментальные решения физических задач и прочие использующие функцию Дирака не имеют физического смысла. Следовательно и сама теоретическая физика  :) 

Edited by Fedor
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
25 минут назад, Fedor сказал:

С темой все ясно, все мнения высказаны.

Вы не можете решить ни одного численного теста. И что то пытаетесь доказать. 

Хоть один численный тест вы можете сделать??? Какой смысл 20 раз говорить что вы один умеете решать волновое уравнение? Это все уже поняли что вы умеете решать волновое уравнение. :biggrin::biggrin:

 

10 минут назад, Fedor сказал:

Вот и я думаю зачем пишите о нулевых перемещениях как следствии отсутствия жесткости

И при этом не можете понять почему Ансис выдает нулевые перемещения при нулевой изгибной жесткости. 

Сколько раз вам это нужно объяснять?:biggrin::biggrin:

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК

Напишу еще раз @Fedor может быть поймете.:biggrin:

Потому что автоматически Ансис закрепляет те степени свободы когда не может разделить на ноль при решении СЛАУ. 

4 минуты назад, Fedor сказал:

Заклинило ?

Это вы не можете понять почему Ансис выдает 0 перемещения при 0 жесткости. 

Это вас заклинило на волновом уравнении.:biggrin::biggrin:

27 минут назад, Jesse сказал:
1 час назад, ДОБРЯК сказал:

И сколько собственных форм вы можете определить если модель из одного стержня. А у стержня только площадь?

3 частоты ненулевые насчитал)

У такого стержня только 2 степени свободы. А у вас 3 собственные частоты.:biggrin:

Link to post
Share on other sites
imt
2 часа назад, ДОБРЯК сказал:

У струны есть изгибная жесткость.

Это спор о терминах.

У струны есть изгибная жесткость, та жесткость, которая возникает от натяжения струны (где-то уже было выше). Это свойство часто применяют на практике.

А в общепринятом смысле нет...

 

2 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Задайте эту жесткость

Чисто практический вопрос.

Ваша задача это:

1. Несколько элементов (стержней) по длине.

2. Есть начальная отклонение от прямой линии

3. Приложена сила

4. Малые деформации

Чтобы ее решить, надо заранее знать изгибную жесткость от натяжения или посчитать ее (жесткость) в больших деформациях.

Ну да, интересно... А зачем, если в больших перемещениях все и так получится... Чисто для понимания?

Link to post
Share on other sites
Fedor

Хорошая программа должна или правильно решать, или говорить почему не может правильно решить, а не подсовывать туфту. Если возникает деление на ноль то логично заменить его на маленькое число, а не огромное, что эквивалентно большой жесткости или заделке. В Ansys скорее всего надо в хелпах разобраться в каких-нибудь настройках. Их обычно множество. 

 

Фурье я доверяю больше чем программистам ансиса :) 

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
7 минут назад, imt сказал:

2. Есть начальная отклонение от прямой линии

Даже если и есть отклонение покажите решение этой задачи.

1.png

Link to post
Share on other sites
Fedor

Правильный ответ на вопрос что делает каждый программист - ошибки :)

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК

Только площадь задана. 

Какой смысл крутить эту шарманку по 10 раз.:biggrin:

3 минуты назад, Fedor сказал:

В Ansys скорее всего надо в хелпах разобраться в каких-нибудь настройках.

Я же про это и говорю. Прочитайте хелпы. Сделайте численные тесты. А потом доказывайте.:biggrin:

Хоть один тест по теме можете сделать?:biggrin:

Link to post
Share on other sites
Fedor

Уже послал все насчет модели струны.  Повнимательнее надо смотреть.  :) 

А насчет мембраны и keyopt думаю что ошибка в краевых условиях. Кинули заделки по всему периметру, а это противоречит логике мембраны, там не должно быть условий на производные тем более нулевые, вот и не решилось. Завтра поразбираюсь если будет время свободное на работе :) 

 

В струне дело в плохой обусловленности матрицы жесткости когда много шарниров. Такое бывает и когда коэф. Пуассона очень мало отличается от 0.5 :)

Edited by Fedor
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
2 часа назад, Fedor сказал:

В струне дело в плохой обусловленности матрицы жесткости когда много шарниров.

Это у цепи шарниры. А у струны шарниров нет. :biggrin:

Link to post
Share on other sites
soklakov
17.05.2021 в 06:28, ДОБРЯК сказал:

Посмотрим как @soklakov решит эту задачу.

для начала, чтобы разобраться, оставьте по одному элементу с каждой стороны. по крайней мере задача будет сходиться.

потом поменяйте решатель, возьмите тот, который умеет нелинейщину.

потом... но нет, сначала это.

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
19 минут назад, soklakov сказал:

для начала, чтобы разобраться, оставьте по одному элементу с каждой стороны. по крайней мере задача будет сходиться.

потом поменяйте решатель, возьмите тот, который умеет нелинейщину.

потом... но нет, сначала это.

Для начала вы сами решите эту задачу в Ансис. А потом уже говорите что умеете и знаете как решать эту задачу.

И только после этого давайте указания что и кому делать...:biggrin::biggrin:

Edited by ДОБРЯК
Link to post
Share on other sites
soklakov
Только что, ДОБРЯК сказал:

Для начала вы сами решите эту задачу в Ансис.

это было давно. не вижу смысла перерешивать ее по запросу кого попало.

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

это было давно.

Освежите свои знания. Тест делается за 3 мин.

Какой смысл гнать эту глупость на форум что у гитарной струны нет изгибных колебаний. 

Звук гитарной струны это изгибные колебания. Любой расчетчик это понимает. :biggrin::biggrin:

Как могут быть изгибные колебания если изгибная жесткость = 0.:biggrin:

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
24 минуты назад, soklakov сказал:

не вижу смысла перерешивать ее по запросу кого попало.

Это же вы доказываете что у гитарной струны нет изгибной жесткости.

Это противоречит здравому смыслу. Это понимает любой инженер.

Никакого запроса нет, вам только говорят что вы пишите глупости на форум.:biggrin:

И не можете сделать элементарный тест.

Link to post
Share on other sites
soklakov
29 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Какой смысл гнать эту глупость на форум что у гитарной струны нет изгибных колебаний. 

это кто так гвоорит? испа что ли?

11 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Это же вы доказываете что у гитарной струны нет изгибной жесткости.

в зеркало повтори

12 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Никакого запроса нет

а вот это хорошо. 

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК

@soklakov  Когда по вопросу который обсуждается вам нечего сказать, вы переходите на хамство. Я это все от вас уже слышал вы ничего нового не сказали. И уже не скажите...:biggrin::biggrin::biggrin:

 

Link to post
Share on other sites
soklakov
23 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

И уже не скажите...:biggrin::biggrin::biggrin:

возможно) что уж)

а что у вас там на счетчике?

24 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

Когда по вопросу который обсуждается вам нечего сказать, вы переходите на хамство.

каждый раз, когда я перехожу на хамство - вы делаете один и тот же пустой вывод.

24 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

Я это все от вас уже слышал вы ничего нового не сказали.

я, кпримеру, не гвоорил, что эту дернутую стрелу много раз видел, когда решал ту же задачу. а ведь видел_))

мне кажется только дебил глядя на нее будет думать, что перемещения нулевые.

но это я не хот ел говорить. это вы меня заставили)

дерунтая стрела, это ломаная струна

dd.jpg2.png

 

@ДОБРЯК , а подумали ли Вы увидеть потерю устойчивости, на этот раз о чудо численной!, системы. и по заветам предков решить сменить мягкое нагружение жестким?

@Jesse св же дает перемещением грузить?

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
13 минут назад, soklakov сказал:

дерунтая стрела, это ломаная струна

Доказывать что у струны нет изгибной жесткости это глупость.

@soklakov это понимает любой расчетчик и инженер.:biggrin::biggrin:

Продолжайте крутить новую шарманку, что у струны нет изгибной жесткости.:smile:

Link to post
Share on other sites
soklakov
1 час назад, ДОБРЯК сказал:

Доказывать что у струны нет изгибной жесткости это глупость.

глупость - это доказывать наличие жесткости несошедшимся решением. вообще доказывать что-то несошедшимся решением - так себе затея.

у струны есть изгибная жесткость, но ею можно пренебречь. что и делается весьма успешно.

1 час назад, ДОБРЯК сказал:

это понимает любой расчетчик и инженер.

а программист? ваше мнение о тех, кем вы не являетесь, вызывает сомнение.

Link to post
Share on other sites
Fedor
7 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Это у цепи шарниры. А у струны шарниров нет. :biggrin:

Струна предельный случай цепи, когда сплошь из шарниров. Как веревка или рыболовная плетенка :) 

Судя по изломам у вас тоже цепь, а не струна ... :)

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
4 часа назад, soklakov сказал:

у струны есть изгибная жесткость, но ею можно пренебречь. что и делается весьма успешно.

Вы сначала сделайте этот успешный численный тест. А уже после этого рапортуйте что изгибной жесткостью в численном тесте можно весьма успешно пренебречь.:biggrin:

 

@soklakov я не буду опускаться до вашего уровня хамства. То что вы хамите это понимает любой гость форума. Но это не мои проблемы.:biggrin:

Вы не можете сделать простой численный тест. Я же в этом не виноват. :biggrin: 

Link to post
Share on other sites
Fedor

Действительно против здравого смысла 

    ET,2,SHELL281   $   KEYOPT,2,1,1   

когда заказываешь мембрану то не работает... Если кто может спросите ансисовцев что за дела  :) 

Судя по тому, что напряжения с обоих сторон одинаковые, учитывается только изгиб... 

Снимок1.GIF

  • 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

    • gudstartup
      Обязательно всплывет все опции придется активировать заново Если у вас есть даташит от вашей платы посмотрите какие опции на ней активированы и для новой платы вам придется  запросить у продавца лист данных и сравнить с имеющимися у вас программными и аппаратными опциями Покупая на али вы не будете иметь никаких гарантий кроме поставки платы в указанные сроки
    • Кварк
    • karachun
    • Кварк
      После расчета контактных напряжений правильнее смотреть запас прочности по нормальным напряжениям? По-хорошему смотреть нужно по смятию, но нет таких. Смотрим по нормальным и ручками прикидываем допускаемые смятия. Так? Скриншот 14-06-2021 20:10:42.jpg (skr.sh)
    • karachun
      @Кварк  Извините, нет времени объяснять. Используйте пружины. Inrel это для расчета самолетов и кораблей.     Inrel используют когда силы не до конца уравновешены, Inrel их доуравновешивает, если есть гравитация. У вас же силы уже в равновесии, вам он не нужен, нужны пружинки.
    • Кварк
      Нет. С инерционной разгрузкой. Я в ютубе видел, где так делали. А в чем тут ошибка? Я не правильно понимаю суть это разгрузки: она уравновешивает небольшие дисбалансы сил?
    • karachun
      @Кварк Давайте так. Сделайте толстостенную трубу с внутренним давлением. У нее будут только два компонента напряжений - радиальные и кольцевые (торцы трубы открыты). В методичке она есть. Оба этих напряжения главные, можете их подставить в формулу эквивалентных напряжений и тогда сможете сравнивать эквивалентные с эквивалентными. Покажете здесь - что насчитали.   Как результаты совпадут - тогда можете переходить к посадке с натягом. В методичке она тоже есть.   ОК?   P.S. Я же надеюсь что вы считаете со слабыми пружинами а не с Inertia Relief. Верно?
    • Кварк
      С торца ничего не крепится. По контактным напряжениям сошлось. Сетка грубая была, но и так видно, что то что надо. Скриншот 14-06-2021 19:33:31.jpg (skr.sh) Я правильно понимаю, что теперь нужно считать Мизесу и игнорировать напряжения в зоне контакта?
    • karachun
      Вы сперва их найдите а потом подумайте - а можно ли эти напряжения сравнивать с теорией. Знали ли составители теории что трубу будут считать в солиде и жестко крепить с торца?
    • Кварк
      Почему? Если на эпюре указан максимум такой, то где-то же он есть. Почитаю. Спасибо.
×
×
  • Create New...