Пластина на кольце

[Degen1103 25]

Есть методы испытаний на двухосный изгиб: кольца и шара или кольца и кольца. Кладут на большое кольцо пластину и давят по центру шариком или маленьким колечком. В основном метод применяется для хрупких материалов (стекла, керамики), но бывает полезен и в других случаях:

 

 

Естественно, захотелось попробовать. Для начала решил в солиде прикинуть, какие выходят напряжения сравнительно с известными результами испытаний на трёхточечный изгиб. И, естественно, тут же заклинило. Опять в трёх соснах заблудился. Крутанул колечко диаметром 40, сделал жёстким, зафиксировал. Положил пластинку миллиметровую диаметром 60, назначил материал. По центру на площадочку D0,5 приложил нагрузку - скажем, 100 Н. Глобальный контакт - нет проникновения. И упёрся в ограничения. Какие следует задать Fixtures, чтоб пластинка изгибалась с проскальзыванием, но без прокручивания и без боковых подвижек? Всё перепробовал, включая симметрию. Ничего не помогает. Или расчёт слетает (хотя назначал и большие перемещения, и повышенную точность и проблемный солвер), или ерунда на выходе. Подскажите, пожалуйста, верный ход!

 

 

[ak762 307]

26 minutes ago, karachun said:

В такой постановке все считается. @ak762 свидетель.

и в 2Д осесимметричной тоже

5 minutes ago, karachun said:

Можно посмотреть результаты осесимметричной задачи. Там по умолчанию компоненты в цилиндрической системе

чего то не наблюдаются круговые напряжения на краях образца в 2Д осесимметричной

 

[Jesse 958]

08.08.2021 в 11:43, Degen1103 сказал:

ОК большое спасибо, постараюсь разобраться, хотя для анизотропных пластин плоское приближение, очевидно, не годится. А в мечтах ещё была и потеря устойчивости сферического сегмента :)

вы опять бежите вперёд паровоза: для начала с креплениями разберитесь (Заповедь №1 священных заповедей расчетчика)

 

Посчитал тремя способами: 2Д осесимметрия, оболочками без симметрии, и тетрами без симметрии. Кольцо смоделировал жёстким телом (т.к. в 2Д осесимметрии treat as а rigid body недоступно, то задал мат-л с модулем Юнга в 100 раз больше). Везде точечная сила. Везде прямой решатель. Контакт узел-поверхность, без наворотов. На оболочках и тетрах ограничивал только вращательную ст. своб. отн-но оси вращения на пластинке. Размеры взял из под балды, т.к. ТС не соизволил ими поделиться 
Из-за использования точечной силы вылезают такие бяки и сингулярности,

поэтому решил оценивать не по перемещениям, а "по красноте". Во всех трёх случаях получились идентичные эпюры (везде одинаково ограничил шкалу на 55 МПа, слева направо 2Д, обол и тетры)

 

Изменено 9 августа 2021 пользователем Jesse

[ak762 307]

16 minutes ago, Jesse said:

Посчитал тремя способами:

а где трещины по краям? 

 

[karachun 2 038]

1 час назад, Jesse сказал:

и тетрах ограничивал только вращательную ст. своб.

На объемных элементах это не работает. Так что можно считать что пластина тетрами посчиталась без дополнительных закреплений.

1 час назад, ak762 сказал:

а где трещины по краям?

Может для этого нужно гнуть тонкую пластину.

Так интуиция говорит что если попытаться выштамповать кастрюлю из листа за один заход и не прижимать свободную часть листа сверху то она потеряет устойчивость и скукожится.

[ak762 307]

9 minutes ago, karachun said:

Может для этого нужно гнуть тонкую пластину.

Так интуиция говорит что если попытаться выштамповать кастрюлю из листа за один заход и не прижимать свободную часть листа сверху то она потеряет устойчивость и скукожится.

интуиция вас не обманывает, при глубокой вытяжке листового металла по краям обычно гофры идут

на вашей модели в цилиндрической координатной системе просматриваются напряжения, возникающие на краях образца

но я не уверен в выборе правильной координатной системы, есть пробелы в теории, поэтому кто бы подсказал верно ли выбрал

 

 

[Jesse 958]

2 часа назад, ak762 сказал:

а где трещины по краям?

Я на такое не подписывался ..)

 

1 час назад, karachun сказал:

На объемных элементах это не работает. Так что можно считать что пластина тетрами посчиталась без дополнительных закреплений

Да, неверно выразился: в цилиндрической СК запретил перемещения окружные..) 

Чисто для стабилизации. Вообще, полную модель посчитал только лишь из-за того, что у него там какие-то проблемы с креплениями были, дай думаю поборю их. А их нет. Максимум когда тесты делал - сравнивал крепления пауком и в цилиндрической СК - там понадобилось поменять решатель для расчета с пауком, вылетала ошибка об неуравновешенности системы ..

 

З.ы.: ща вот думаю , более грамотно было б сравнить суммарную энергию деформации на трех расчетах, чем красноту ..)

Изменено 9 августа 2021 пользователем Jesse

[Degen1103 25]

Не знаю, откуда трещины по краям взялись. Хрупкие материалы, естественно, по центру лопаются :)

...а карбон в алюминии - продавливается.

[Jesse 958]

3 часа назад, Degen1103 сказал:

Хрупкие материалы, естественно, по центру лопаются

ну правильно, там ведь наибольшие нормальные напряжения возникают..

 

14 часов назад, Jesse сказал:

сравнить суммарную энергию деформации на трех расчетах

Полная энергия на шеллах и тетрах почти совпадает.

 

В расчете с осесимметрией надо на длину окружности умножить, и тоже совпадает (R=30, h=1 у меня)

15 часов назад, ak762 сказал:

на вашей модели в цилиндрической координатной системе просматриваются напряжения, возникающие на краях образца

вы смотрите касательные напряжения сдвига для квадратной пластинки в цилиндрической СК. А теперь подумайте, удобно ли это..

[ak762 307]

 

55 minutes ago, Jesse said:

Полная энергия на шеллах и тетрах почти совпадает.

эти картинки из *.out фала,?

 

1 hour ago, Jesse said:

А теперь подумайте, удобно ли это..

On 8/9/2021 at 8:32 AM, karachun said:

On 8/9/2021 at 7:46 AM, Degen1103 said:

Ну не знаю, ничего вроде такого не насчитывается...

Надо материал ориентировать по цилиндрической координатной системе

 

какие будут ваши предложения?

 

[Jesse 958]

32 минуты назад, ak762 сказал:

ти картинки из *.out фала,?

агась

 

32 минуты назад, ak762 сказал:

09.08.2021 в 09:32, karachun сказал:

Надо материал ориентировать по цилиндрической координатной системе

 

какие будут ваши предложения?

не вижу связи анизотропного материала и напряжений в цилиндрической СК. МИзес он и в Африке Мизес

[Degen1103 25]

Ну, в общем, ничего хорошего с поверхностями и композитными оболочками у меня не выходит.

Вот, допустим, 2 слоя ортотропного материала, модуль "по основе" 40 ГПа, "по утку" - 1 ГПа всего, чтоб заметней была разница:

По-разному пытался симметрию назначить, но более-менее правдоподобное что-то выходит, если только 2 кромочки на диске выбрать, а если ещё и кромки кольца добавить- то ерунда выходит полная.

Ещё непонятный флажок "mirror orientatation" дополнительную путаницу вносит.

...хотя вроде бы анизотропия в зависимости от укладки слоёв отчётливо проявляется:

В общем, одно расстройство.

[karachun 2 038]

@Degen1103 Не надо никакой симметрии, в солиде она плохо работает и тормозит на больших моделях. Вместо нее можно использовать Roller/Slider.

[Jesse 958]

21 минуту назад, karachun сказал:

Не надо никакой симметрии, в солиде она плохо работает и тормозит на больших моделях.

с другой стороны это единственный способ вывести эпюру полной модели. Иногда бывает требуется, т.к. на другом конце провода могут не понять/не принять какого фига четвертинка посчитана..

[Degen1103 25]

Иметь бы ещё уверенность, что анизотропная четвертинка правильно считается... Почему решение для укладки 0-45 симметричное, а не кривобокое?

1 час назад, karachun сказал:

@Degen1103 Не надо никакой симметрии, в солиде она плохо работает и тормозит на больших моделях. Вместо нее можно использовать Roller/Slider.

 

Не получается ребро назначить слайдером, поверхность требуется... М.б. можно через справочную геометрию исхитриться?

Кстати, шведские товарищи в конце века через резинку давили диск на кольце:

 

 

[karachun 2 038]

1 час назад, Jesse сказал:

Иногда бывает требуется, т.к. на другом конце провода могут не понять/не принять какого фига четвертинка посчитана.

У себя в Femap я для таких целей считаю полную модель и закрепляю узлы на плоскости симметрии.

 

24 минуты назад, Degen1103 сказал:

Иметь бы ещё уверенность, что анизотропная четвертинка правильно считается...

А анизотропную четвертинку разве можно рассекать плоскостями симметрии? Разве она не будет несимметрична по направлению волокон.

 

24 минуты назад, Degen1103 сказал:

М.б. можно через справочную геометрию исхитриться?

Вечером посмотрю.

И модель скиньте, со своими свойствами композита.

Вот. Черным показано как направленны волокна у отброшенной части в реальности а красным - как при симметрии.

Изменено 16 августа 2021 пользователем karachun

[Degen1103 25]

Опс. Полную модель вроде более правдоподобно считает, и нагрузки выходят человеческие...

 

...и быстрей, чем четвертушку с симметрией :)

Вот так закрепил - не знаю уж, правильно ли...

[Degen1103 25]

45 минут назад, karachun сказал:

Вечером посмотрю.

И модель скиньте, со своими свойствами композита.

 

Не знаю я, как скинуть со свойствами. Свойства брал из туториала, только модуль по y и z сделал 1 ГПа.

Модель-то простенькая, главное - слои назначить...

BoR-surf.SLDASM

Изменено 16 августа 2021 пользователем Degen1103

[статист 608]

1 час назад, Degen1103 сказал:

Кстати, шведские товарищи в конце века через резинку давили диск на кольце:

 

 

 

Вот как смотровые окна тестируют. Но они стеклянные и поверхность полированная. А через резинку давят, чтобы не дай Бог царапину сделать.

 

 

 

 

 

 

@Degen1103 А размеры можете прописать здесь? Радиус, толщина, радиус опоры, радиус кольца?

И как слои кладете.

[Degen1103 25]

Да, любопытно :)

 

Кольцо R5, в миделе D40, пластина D60 толщиной 1.

Два ортотропных слоя по 0,5 мм для тренировки.

[ak762 307]

4 hours ago, Degen1103 said:

Вот так закрепил - не знаю уж, правильно ли...

вызывает подозрение в правильности - запрещение радиального перемещения у диска, в реальности он по краям не закреплен

хотя возможно что перемещения в радиальном направлении малы и ими можно пренебречь.