Примеры расчетов на циклическую прочность по ПНАЭ Г-7-002-86 с применением Ansys WB Static structural

[кино84 32]

Добрый день, уважаемые коллеги. Ни у кого нет расписанного примера расчета цикл.прочности по ПНАЭ Г-7-002-86 ???

В WB в Static structural я планирую получать максимальные напряжения в местах их концентрации. И далее эти напряжения уже подставлять в формулы ПНАЭ в п.6 "РАСЧЕТ НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ", либо в формулы приложения 12 "УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ" для определения допускаемого количества циклов. Речь идет не о применении инструментов ANSYS Motion Fatigue, не путайте.

Если у кого-нибудь есть отчеты или примеры по таким расчетам, то поделитесь пожалуйста. Буду весьма благодарен.

[soklakov 1 485]

@кино84 , я с ходу нагуглить не могу, но Вам рекомендую поискать: ПНАЭГ в свежей редакции. Там есть небольшие добавки на тему компьютерных моделей, которые сильно упрощают жизнь. Совсем от категорий не избавят, конечно, поскольку категории еще и про тип нагрузки, но с концетраторами становится проще. К сожалению, в доказательство предоставить нечего, так как нагуглить быстро не смог, как уже сказал.

[кино84 32]

4 минуты назад, soklakov сказал:

ПНАЭГ в свежей редакции

Впервые такое слышу. Было бы просто замечательно. Завтра буду искать.

А насчет концетраторов проблем вроде нет. Не пойму зачем все с ними парятся. МКЭ ведь дает макс.нап-ия уже с учетом ККН. 

[soklakov 1 485]

10 часов назад, LazyBitch сказал:

Как сходимость будете обосновать? 

График зависимости интерсующего параметра от параметра сетки. Отсюда и требование иметь хотя бы три сетки, по трем точкам можно оценить тренд: уменьшается ли дельта по мере увеличения количества элементов. На двух точках никак.

А если параметром сетки выступает размер элемента, то можно экстраполяцию в ноль, если тренд прямой. А это проверить можно только по трем точкам, как минимум, никак не по двум.

 

[Fedor 1 629]

Был когда-то кем то предложен метод по нескольким векторам приближенных решений систем уравнений находить экстраполяцией более точное приближение. Можно и для сеток его применять  :)

 

Цитата

МКЭ ведь дает макс.нап-ия уже с учетом ККН

На таких грубых сетках где и концентратора то нет, а есть прямой угол ? Это вряд ли. Пальцем в небо он даст :) 

Изменено 9 июня 2022 пользователем Fedor

[кино84 32]

Уважаемый @soklakov , насколько я знаю Вы имеете отношение к КАДФЕМ. Если можете, то разъясните пожалуйста такой момент, касаемо получения эквивал.нап-ий (s1-s3) из оболочечных моделей. В полезных видео от КАДФЕМ Расчеты по нормам атомной промышленности ПНАЭ, ASME линеаризация напряжений - YouTube и Расчеты по нормам атомной промышленности (ПНАЭ, ASME): получение комбинированного НДС - YouTube написано, что: 

 

В картинках выше подчеркнуто, как получить эти экв.нап-ия из тензора. Составляющие тензора можно брать из ансиса, вот они:

По вышеуказанным опциям мы получим составляющие тензора мембранных (s11m, s22m, s12m) и изгибных (s11b, s22b, s12b). Так вот сам вопрос!: По каким формулам привести эти составляющие к эквивалентным напряжениям (s1-s3) по категориям сигма1 и сигма2, как того требует ПНАЭ.??? Я уже писал выше такую формулу приведения: 

Где σа = s11m, σβ = s22m, τа = s12m - для сигма1 (общ.мембранные), для сигма2 (мемебр+изг) соответсвенно.

Но из всей переписки выше точного ответа так и не дали. Может Вы подскажите формулы привидения???!!! Очень надо это понять.

 

[LazyBitch 275]

9 часов назад, soklakov сказал:

График зависимости интерсующего параметра от параметра сетки. Отсюда и требование иметь хотя бы три сетки, по трем точкам можно оценить тренд: уменьшается ли дельта по мере увеличения количества элементов. На двух точках никак.

А если параметром сетки выступает размер элемента, то можно экстраполяцию в ноль, если тренд прямой. А это проверить можно только по трем точкам, как минимум, никак не по двум.

это разъяснение для @Bonus, он не мог понять, почему не менее трёх сеток нужно.
@soklakov, ок. Зоны сингулярностей, надо полагать, мы исключаем из сеточной сходимости. Но как определить границу этой области? Она же будет на каждом шаге сетки изменяться.
 

24 минуты назад, кино84 сказал:

По каким формулам привести эти составляющие к эквивалентным напряжениям (s1-s3) по категориям сигма1 и сигма2, как того требует ПНАЭ.??? Я уже писал выше такую формулу приведения: 

@кино84, не мне такое говорить, но вам бы почитать базовую литературу по тому, что такое механические напряжения. Вы для чего уже в который раз тычете формулу для расчета напряжений при плоском НДС? Вы считаете, что у вас что плоское НДС?!
Выше я вам показала, как в Ансис вывести любые компоненты тензора, а дальше можете складывать их как угодно. Получая в итоге и категории напряжений, и эквивалентные напряжения.
Когда вы выполняете расчет на статическую прочность. то вам эквивалентные напряжения не нужны. Нормирование прочности в этом случае выполняется по категориям напряжений, которые складываются из изгибных и мембранных компонент.

[Bonus 70]

кино84

 относитесь к линеаризации как к работе с эпюрой, с графиком, все равно от какой величины. Т.е. мембрана, бендинг и пик. Это производные из графика какой то величины, а это могут быть разные величины. Далее как мы получаем:

Исходные напряжения X,Y,Z,XY,XZ,YZ => главные напряжения XX, YY, ZZ они же S1, S2, S3=> эквивалентные напряжения (фон Мизес или Треска)=> строим график/эпюру по сечению=> Извлекаем из эпюры: мембрану+бендинг+пик

Оболочка: имеем только три точки, т.е. два пика и нечто среднее => вычисляем до эквивалентных два пика и нечто среднее => прикидываем по трем точкам (консервативно) мембрану и бендинг (консервативно) т.е. завышено. Если это проходит по кртериям: мембрана<min(Sy/1.5 ; Su/2.4) и бендинг < 1.5*min(Sy/1.5 ; Su/2.4), то закрываем проект. Если нет, то пытаемся улучшить модель уйти от консерватизма, а это уже следующий уровень понимания.

 

Зам: эквивалентные напряжения можно получить сразу из исходных, но так как мы здесь говорим о Треска, я их вставил в цепочку.

 

Цитата

это разъяснение для @Bonus, он не мог понять, почему не менее трёх сеток нужно.
@soklakov, ок. Зоны сингулярностей, надо полагать, мы исключаем из сеточной сходимости. Но как определить границу этой области? Она же будет на каждом шаге сетки изменяться.

Да я прекрасно понимаю зачем это нужно. Но не понимаю как это использовать и зачем.

Нужно это для того что как то теоретически оценить точное решение, что очень любят теоретики. Три точки дадут кривую ее можно как то, куда то продлить и нарисовать какую то асимптоту. Но вот заключения нет никакого. А заключение это критерий по которомы мы проходим или нет. Т.е. критерий оценки ошибки. И для этого достаточно двух сеток + критерий. Если сетка построена без явных ошибок и разница между двумя сетками 5%, то следующий шаг будет еще меньше 5% и не важно где точное решение, мы закрыли требование. Но так как за определенный критерий надо отвечать, то наши "уважаемые" господа, писавшие гост, его пропустили. А написали кучу воды которая и так всем понятна. Но зато это настоящие нормы.

[Bonus 70]

Цитата

Вы считаете, что у вас что плоское НДС?!

Так у него оболочки. Хотя бы в первом приближении это верно.

[кино84 32]

1 час назад, Bonus сказал:

Далее как мы получаем:

Исходные напряжения X,Y,Z,XY,XZ,YZ => главные напряжения XX, YY, ZZ они же S1, S2, S3=> эквивалентные напряжения (фон Мизес или Треска)=> строим график/эпюру по сечению=> Извлекаем из эпюры: мембрану+бендинг+пик

Оболочка: имеем только три точки, т.е. два пика и нечто среднее => вычисляем до эквивалентных два пика и нечто среднее => прикидываем по трем точкам (консервативно) мембрану и бендинг

С солидами проблем нет, т.к. ансис там сам графики строит. А в случае с оболочкой Вы имеете в виду, что график мне нужно построить самому? А ведь я хочу через user defined results ввести в формулу (какая это формула???) уже известные в результате проведенного расчета s11m, s22m, s12m  и  s11b, s22b, s12b и получить экв.нап-ия s1-s3 отдельно для каждой категории. И их уже сравнивать с min(Sy/1.5 ; Su/2.4). По видео от КАДФЕМА получается, что именно так и надо делать. Вопрос то мой, какую формулу приведения применять. Это нужно то не только для статики, а еще для учета сейсмики. При сейсмике то нельзя вот так просто поля экв.нап-ий складывать! Вот и приходится отталкиваться от составляющих тензора. 

 

Изменено 9 июня 2022 пользователем кино84

[Bonus 70]

кино84

В общем виде, берете Треска на сверху и снизу оболочки и получаете среднее с учетом знака: (Stop+Sbot)/2 это мембрана. Далее берете (Stop-Sbot)/2 это бендинг. Все. Если средняя линия не смещена, то среднее значение в оболочке будет также мембраной.

 

[LazyBitch 275]

57 минут назад, Bonus сказал:

Так у него оболочки. Хотя бы в первом приближении это верно.

А изгиб оболочки из плоскости это не признак объёмного НДС? 

[Bonus 70]

2 минуты назад, LazyBitch сказал:

А изгиб оболочки из плоскости это не признак объёмного НДС? 

В общем случае, по сопроматовской теории, какие касательные напряжения у нас будут в оболочке? А каких не будет? Можем ли мы сразу выделить какое либо главное напряжение в оболочке?

[кино84 32]

13 минут назад, Bonus сказал:

В общем виде, берете Треска на сверху и снизу оболочки и получаете......

Этот метод подойдет на пересечении штуцера и обечайки на удалении от концентратора??? Имею в виду удаление от 1/2 толщины штуцера + катет шва. 

[LazyBitch 275]

13 минут назад, Bonus сказал:

В общем случае, по сопроматовской теории, какие касательные напряжения у нас будут в оболочке? А каких не будет? Можем ли мы сразу выделить какое либо главное напряжение в оболочке?

Вы сначала на мой вопрос ответьте. Изгиб оболочки, нагруженной мембранными напряжениями, из плоскости это признак плоского НДС? 

12 минут назад, кино84 сказал:

Этот метод подойдет на пересечении штуцера и обечайки на удалении от концентратора???

Если вы считаете, что у вас плоское НДС, то вам не нужна теория Треска-Мизеса. 

[Bonus 70]

Цитата

Вы сначала на мой вопрос ответьте. Изгиб оболочки, нагруженной мембранными напряжениями, из плоскости это признак плоского НДС? 

Если рассмотреть элементарный объем на границе оболочки, то нормально к оболочке (радиально) будет главное напряжение. Касательные напряжения = 0 для составляющих в направлении нормали. Это гипотиза сохранения нормали. Поэтому остальные два направления можно рассматривать как плоскую задачу и для поиска остальных главных напряжений в плоскости оболочки подойдет формула плоского состояния, если не рассматривать модель по Тимошенко.

Изменено 9 июня 2022 пользователем Bonus

[статист 609]

22 часа назад, LazyBitch сказал:

вы нарушаете требование п. 4.2.6. ГОСТ Р 57700.14-2018

Этот гост - вода на киселе. Пользоваться им невозможно. Иногда даже вредно =)

Вот например:

Цитата

сеточная функция: Функция дискретного аргумента, определенная в узлах расчетной сетки.

А если я использую метод конечных объемов? Где там функция дискретного аргумента рассчитывается в узлах расчетной сетки? Все, значит этим методом пользоваться нельзя, он не ГОСТирован =)

Изменено 9 июня 2022 пользователем статист

[Bonus 70]

3 минуты назад, статист сказал:

Этот гост - вода на киселе. Пользоваться им невозможно. Иногда даже вредно =)

Вот например:

А если я использую метод конечных объемов. Где там функция дискретного аргумента рассчитывается в узлах расчетной сетки? Все, значит этим методом пользоваться нельзя, он не ГОСТирован =)

Там есть понятие центроида, тоже точка в элементе. Она не привязана в узлам, а к форме элемента. Но все "дискретные аргументы" привязаны к ней. Т.е. в целом подход верен. Но опять же. Ничего нового этот гост не дает. Просто дает определения понятиям в общем виде которые и так понятны. Ребята решили срубить бабло и нарисовать некоторую мурзику, которая как что то определяет, то толку от этого ноль.

[статист 609]

1 минуту назад, Bonus сказал:

Там есть понятие центроида, тоже точка в элементе. Она не привязана в узлам, а к форме элемента. Но все "дискретные аргументы" привязаны к ней. Т.е. в целом подход верен.

Там дано определение, что такое узел сетки:

 

Цитата

расчетная (вычислительная) сетка: Конечное дискретное множество соединенны х между собой точек пространства, заменяющее собой область непрерывного изменения аргументов [1]— [10] для параметров сплошной среды (дискретизация области моделирования). Точки множества называются узлами сетки.

И что такое дискретный аргумент косвенно тоже пояснено

 

Цитата

П р и м е ч а н и е — Основной идеей численных методов является сведение математической задачи к конечномерной. В сеточных методах это достигается дискретизацией исходной задачи, то есть переходом от функций непрерывного аргумента к функциям дискретного аргумента [1]—[10]. Таким образом, исходную задачу заменяют другой задачей, аппроксимирующей исходную и определенной в узлах сетки области пространства. При численном решении аппроксимирующей задачи всегда получается не точное решение исходной задачи, а некоторое приближенное решение. Главная составляющая погрешности решения обусловлена погрешностью дискретизации (погрешность метода) [2]. Точность сеточного метода зависит от шагов сетки (и от шага по времени для нестационарных задач), уменьшая которые, можно при наличии сходимости получить решение с некоторой точностью. В механике сплошной среды среди сеточных методов широкое распространение получили конечно-разностные методы [1]—[5], методы контрольного объема [6], методы конечных элементов [7], [8], методы граничных элементов [9], [10], панельные методы [10].

Ребята упоминают здесь метод конечных объемов, но к сути госта он отношения не сильно имеет.

 

5 минут назад, Bonus сказал:

Ничего нового этот гост не дает. Просто дает определения понятиям в общем виде которые и так понятны. Ребята решили срубить бабло и нарисовать некоторую мурзику, которая как что то определяет, то толку от этого ноль.

Полностью согласен.

[ДОБРЯК 615]

В ГОСТе говорится о сходимости перемещений. О сходимости неизвестных. А в этой теме незаметно перешли на сходимость напряжений. А это неправильно.

[Fedor 1 629]

Цитата

Но из всей переписки выше точного ответа так и не дали. Может Вы подскажите формулы привидения

Сигма 1, 2, 3 это собственные числа тензора напряжений рассматриваемого как линейный оператор. Собственные числа для оператора степени 3 можно и через решение характеристического уравнения найти.  В сопромате формулы есть :) 

Собственные вектора задают направление главных напряжений :) 

 

Цитата

как что то определяет, то толку от этого ноль

Есть же справочники , учебники и математическая энциклопедия. Смешно на эту тему гост писать и книги переписывать.  Совсем большая наука рехнулась :)   

Изменено 9 июня 2022 пользователем Fedor