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.

[ДОБРЯК 606]

А зачем тогда делать модель из оболочек, если на ней нельзя получить реальных напряжений?)

[кино84 32]

@ДОБРЯК @статист @Bonus спасибо за участие.

11 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Напряжения сверху и снизу это сумма мембранных и изгибных напряжений сверху и снизу оболочки.

 

9 минут назад, статист сказал:

с оболочками пиковых напряжений Вы не получите

Согласен. Напомнили мне, действительно так и есть. Т.е. подытожить можно так: 1)в оболочках для получения сигма 2 (по 3й теории прочности s1-s3) , достаточно снять с модели напряжения str.intensity.  2) А уже если хотим пиковые получить для анализа циклики, то это только в полных телах. Все правильно???

Изменено 8 июня 2022 пользователем кино84

[Bonus 70]

8 минут назад, статист сказал:

@кино84 с оболочками пиковых напряжений Вы не получите (если они Вам нужны).

А что он тогда получит, сверху и снизу оболочки в зоне концентрации?

[кино84 32]

23 минуты назад, Bonus сказал:

сигма 2 (мемб+изгиб) и не будет указано. Это должны Вы сами сложить.........     и т.д.

Это все понимаю. Согласен. Так и делаю.

[Bonus 70]

31 минуту назад, кино84 сказал:

 

Сигма 2 по ПНАЭ  это суммированная мембранная и изгибная составляющая. А где же в ансисе опция, чтобы такую комбинацию получить? Если Вы знаете, то поделитесь пожалуйста. А так для получения комбинации сигма2 приходиться использовать user defined results.

Уважаемые @ДОБРЯК  и @Bonus подскажите пожалуйста. Правильно ли я привожу составляющие тензора мемб и изг напряжений к эквивалентным s1-s3 ???!!! Имею в виду правильность применения формулы:

То, что расписано мною в предыдущем сообщении с картинками. 

 

[статист 609]

https://core.ac.uk/download/pdf/82970868.pdf

Вот хорошая статья по этому поводу.

2 минуты назад, Bonus сказал:

 

И что такое Kf? Концентратор? Какую величину его брать?

[ДОБРЯК 606]

В этой статье нет концентраторов. В концентраторе уже не будет деления на мембранные и изгибные напряжения.

[кино84 32]

Коллеги, я все прочту и чуть позже отвечу.

Вообще вопросы получения сигмы 2 из оболочек и разделения зон на локальную и общую, нужно вынести в отдельный топик. А здесь изначально я пример по МЦУ просил.

[Bonus 70]

Kf = fatigue strength reduction factor used to compute the cyclic stress amplitude or range.

Взято из ASME BPV Sec 8 Div 2

8. Fatigue Strength Reduction Factor: A stress intensification factor which accounts for the effect of a local structural discontinuity
(stress concentration) on the fatigue strength. It is the ratio of the fatigue strength of a component without a
discontinuity or weld joint to the fatigue strength of that same component with a discontinuity or weld joint. Values for
some specific cases are empirically determined (e.g., socket welds). In the absence of experimental data, the stress intensification
factor can be developed from a theoretical stress concentration factor derived from the theory of elasticity
or based on the guidance provided in Tables 5.11 and 5.12.

 

По сути коэффициент концентрации напряжений.

7 минут назад, ДОБРЯК сказал:

В этой статье нет концентраторов. В концентраторе уже не будет деления на мембранные и изгибные напряжения.

Будет.

будет: мембрана+бендиг+пиковое

Но при линеаризации в FEM, общее повышение напряжений в точке, поднимет и мембрану. Так как ансис будет строить кривую с учетом локальных данных. Не учитывая общий баланс сил по сечению изделия. А главные напряжения это напряжения которые уравновешивают общий баланс сил в сечении. Поэтому я и писал ранее, что для понимания главной мембраны надо прикинуть либо вручную, либо построить сечение по всему изделию вытащить реакции и прикинуть по номинальным напряжениям вручную. Но это не всегда получается сделать, например в зонах где ребра жесткости пристыкованы к оболочке.

[статист 609]

10 минут назад, Bonus сказал:

Kf = fatigue strength reduction factor used to compute the cyclic stress amplitude or range.

Взято из ASME BPV Sec 8 Div 2

derived from the theory of elasticity or based on the guidance provided in Tables 5.11 and 5.12.

По сути коэффициент концентрации напряжений.

Ну в общем либо необходимо искать в этих таблицах свой случай, либо субмоделирование с трехмеркой.

 

17 минут назад, ДОБРЯК сказал:

В этой статье нет концентраторов. В концентраторе уже не будет деления на мембранные и изгибные напряжения.

Согласен, что нет. Там просто пример приводится для оболочек.

Все что не делится и будет пиковым напряжением.

Изменено 8 июня 2022 пользователем статист

[LazyBitch 275]

49 минут назад, Bonus сказал:

Вот здесь:

ОК, допустим тему подняла я и указала ссылку на норматив, в котором есть только общие указания по сеточной сходимости. А именно, в ГОСТ Р 57700.14—2018 сказано, что:

Скрытый текст

4.2.4 Сходимость численного решения задачи должна быть определена по нескольким параме­трам контроля сходимости решения, однозначно трактуемым и в целом адекватно отражающим реше­ние задачи.
5.2 Отчет по верификации численного решения задачи должен содержать следующие разделы:
...
- Результаты верификации численного решения задачи;
...
5.7 В разделе «Результаты верификации численного решения задачи» должны быть представле­ны результаты исследования, показывающего отсутствие искажения решения граничными условиями  (или приведено обоснование этого положения), приведен список параметров контроля сходимости ре­шения, указаны допустимые погрешности для вычисления всех или части этих параметров, графически показаны и таблично приведены их значения при исследовании сходимости численного решения, про­демонстрирован фрагмент конечной расчетной сетки и на этом же фрагменте показано поле важной динамично меняющейся переменной, полученной в результате решения задачи, и на основе вышеска­занного приведено обоснование сходимости численного решения задачи.

вы заявляете, что

Скрытый текст

14 часов назад, Bonus сказал:

в приличных нормах прочности сеточная сходимость нормируется. Например так, при сгущении сетки в два раза разница в решении должна быть не более 10%.

Так вот будьте так любезны, укажите нормативы, в которых вопрос сеточной сходимости изложен более полно и однозначно.

 

 

59 минут назад, Bonus сказал:

Где ссылка на стандарт или код определяющий это:

слуги Фемиды руководствуются нормативными правовыми актами, касательно вашего вопроса ответ вы найдёте в ГК РФ + АПК РФ (если вы ИП или юр. лицо) или ГПК РФ (если вы физик).

[LazyBitch 275]

2 часа назад, кино84 сказал:

А вот, когда мы рассчитываем в оболочках, то ансис не покажет нап-ия по категориям сигма1 и сигма2. Ансис может выдать только составляющие тензора мембранных (s11m, s22m, s12m) и изгибных (s11b, s22b, s12b) напряжений. Вот эти:

Ансис может выдать всё, что вы посчитали
 

Скрытый текст

 

 

 

 

1 час назад, кино84 сказал:

@ДОБРЯК @статист @Bonus спасибо за участие.

меня благодарить необязательно

Изменено 8 июня 2022 пользователем LazyBitch

[LazyBitch 275]

Коллеги, я не поняла откуда всплыли пиковые напряжения? В ПНАЭ про них ничего не сказано. Там есть общие и местные напряжения. Последние обусловлены локальным характером нагрузки. Например, затяжка болтов.

[кино84 32]

@LazyBitch Доходчивые картинки. Формула s1-s3 - дает тот же результат, что и просто опция str.intensity.

Проверил это только что.

17 минут назад, LazyBitch сказал:

я не поняла откуда всплыли пиковые напряжения? В ПНАЭ про них ничего не сказано

Полагаю, что пиковые напряжения и есть концентратор. Появляется он в местах резкого изменения геометрии (это все знают). Если величина концентратора превышает предел текучести, то я лезу в расчеты на циклику. 

В ПНАЭ сказано про (сигма aF)V  стр.21, п.2.3.7. Наверное это и есть пиковые напряжения.

[LazyBitch 275]

8 минут назад, кино84 сказал:

Формула s1-s3 - дает тот же результат, что и просто опция str.intensity.

Проверил это только что.

Всё верно, это я показала в качестве примера вывода пользовательских результатов. 

13 минут назад, кино84 сказал:

пиковые напряжения и есть концентратор. Появляется он в местах резкого изменения геометрии (это все знают)

А где в ПНАЭ понятие концентратор? 

[Bonus 70]

31 минуту назад, LazyBitch сказал:

Коллеги, я не поняла откуда всплыли пиковые напряжения? В ПНАЭ про них ничего не сказано. Там есть общие и местные напряжения. Последние обусловлены локальным характером нагрузки. Например, затяжка болтов.

В разделе усталость, какие напряжения надо использовать?

[LazyBitch 275]

3 минуты назад, Bonus сказал:

В разделе усталость, какие напряжения надо использовать?

В разделе усталость должен быть раздел сеточная сходимость. Сначала закройте этот вопрос, потом поговорим про пики. 

26 минут назад, кино84 сказал:

В ПНАЭ сказано про (сигма aF)V  стр.21, п.2.3.7. Наверное это и есть пиковые напряжения.

Это амплитуда приведенных напряжений, определяемых по суммам составляющих общих и/или местных напряжений.

Общие напряжения обусловлены глобальной нагрузкой. Например, давление среды в аппарате.

Местные напряжения, обусловлены местной нагрузкой. Например, нагрузка от присоединяемого трубопровода. 

[кино84 32]

Коллеги нужен какой-то вывод по оболочкам.

Я понял порядок и техника такая (@Bonus условно мне одобрил такой подход):

1) Сигма 1 (общие мембранные) в ансисе смотрятся через str.intensity c назначенным position - middle. У меня есть примеры отчетов, где так и делают.

2) Сигма 2 (Общие мембранные+изгибные) тоже смотрятся опцией str.intensity, но c назначенным position - Top/bottom. Тоже есть примеры отчетов!

3) В локальных зонах смотрится только сигма 2 (различие лок.зон от общих не описываю, здесь это не важно). Если в локальных зонах идет превышения с допускаемым, то проверяем не на углах а чуть поодаль от них. Отдельную тему для этого специально создавал. Ссылка на тему есть выше.

4) Если и на удалении идет превышение, то проводим субмоделинг с линеаризацией. Если по итогам линеаризации идет превышение с выходом в зону текучести, то считаем циклику. 

5) Про циклику далее не пишу. Важен следующий вопрос:

 

Сам Вопрос: зачем тогда КАДФЕМ в видео говорят про отдельные составляющие тензора мемб-ых, изг-ых и суммарных мемб+изгиб???!!! Зачем они нужны, если эквивалентные s1-s3 мы итак получаем встроенными опциями ансиса???

 

16 минут назад, LazyBitch сказал:

В разделе усталость должен быть раздел сеточная сходимость

Я делаю так. Проверяю результаты на 2х сетках. Если нап-ия не разнятся более, чем на 5%, то считаю, что сеточ.сходимость достигнута.  И никогда не парился с нормами по сеткам. Вот есть файл, где написано кол-во элементов по окружности тройника - 96шт. Посмотрите стр.6 п.1. Это беглый перевод, но там все понятно. 

Membrane_shell Перевод.docx

[LazyBitch 275]

11 минут назад, кино84 сказал:

Коллеги нужен какой-то вывод по оболочкам.

Я понял порядок и техника такая (@Bonus условно мне одобрил такой подход):

Как сходимость будете обосновать? 

[кино84 32]

Только что, LazyBitch сказал:

Как сходимость будете обосновать?

Если и придется обосновывать, то покажу такой же расчет с такими же (+-5%) нап-ями. А так ни разу никто ничего не спрашивал.