Критерии разрушения или противоречивые результаты расчета

[Packer 1]

Деформации или напряжения использовать в качестве критерия разрушения?

 

Кратко о задаче: Имеется недеформируемая труба с внутренним диаметром 322 мм. Внутри трубы имеется вторая труба из стали 09Г2С с толщиной стенки 6 мм и которая нагружена внутренним давлением 70 МПа. Между трубами зазор в 12,5 мм. То есть под давлением стальная труба расширяется на 12,5 мм и упирается в трубу диаметром 322 мм. Требуется определить запас статической прочности трубы. Торцы трубы закреплены от перемещений вдоль трубы. Осесимметричная постановка.

По результатам нелинейного расчета действующие в трубе напряжения по Мизесу равны 510 МПа и превышают временное сопротивление на разрыв (490 МПа). Однако деформации (пластические + упругие), равны 8 % и не достигли деформаций, при которых происходит разрушение 18 %. Соответственно непонятно какой критерий прочности использовать. Если использовать по напряжениям то запас равен 0,96. Если по деформациям то запас равен 2,25. Есть соображения какой критерий тут достовернее?

 

И есть еще один интересный момент. Чем толще делаю трубу, тем напряжения больше (не на много, но больше). Чем это можно объяснить? 

[Fedor 1 630]

Выдумываете. Перфокарты я покупал в Москве, в автодорожном институте.  C  автором программы еще пивка попили в каком-то шалмане недалеко от вокзала. Его наверное Добряк знает ... :)

А Городецкого видел на какой-то конференции. Когда был в Киеве в железобетонном НИИ мне сказали, что Лиру и Скад пишут в двух соседних комнатах, но я считал на Ансисе и это меня не заинтересовало. Мы тогда хотели построить в Ялте несколько зданий, а там сейсмика 9 баллов вот и ездили согласовать как считать :)

[LazyBitch 275]

2 минуты назад, Fedor сказал:

Перфокарты я покупал в Москве, в автодорожном институте.  C  автором программы еще пивка попили в каком-то шалмане недалеко от вокзала. Его наверное Добряк знает ... :)

А Городецкого видел на какой-то конференции. Когда был в Киеве в железобетонном НИИ мне сказали, что Лиру и Скад пишут в двух соседних комнатах, но я считал на Ансисе и это меня не заинтересовало. Мы тогда хотели построить в Ялте несколько зданий, а там сейсмика 9 баллов вот и ездили согласовать как считать

Кстати, а Вы мемуары писать не планируете? Я серьезно.

[Fedor 1 630]

На Мираже я считал как то на перфолентах. Там еще прикольная ситуация была. Тетенька расчетчица все правильно сделала, а расчет влетал. Пришла ко мне за помощью, я проверил вроде все правильно. У них там восьмиричная система была для экономии в минске 22.  Ну я сидел и возводил на калькуляторе 2 в разные степени. И вдруг увидел что там возникает одно число которое видел у тетеньки в десятичной системе исчисления. Если его записать в восьмеричной то будет четыре семерки. А это у них признак повторения был. Я предложил тетеньке это большое число на такое же, но изменить слегка последнюю цифру.  Проколол дырочку в ее перфоленте  и расчет получился. Долго они просили меня объяснить фокус :)

Пускай биографы упражняются. Мало что ли у нас мемуаристов :) 

[Fedor 1 630]

В Военмехе я аспирантуру заканчивал , а так много где еще учился :)

[soklakov 1 485]

1 час назад, LazyBitch сказал:

Поэтому в 30-х годах в нормы СССР ввели понятие предельной (разрушающей) нагрузки

И это уже про предельное состояние взамен допускаемых напряжений.

Даже если слова другие.

Роза пахнет розой, хоть розой назови ее, хоть нет.

1 час назад, LazyBitch сказал:

Дальнейшим развитием нормирование прочности, стал метод предельных состояний. Основное отличие которого - куча коэффициентов, учитывающих вероятность единовременного действия разных нагрузок,  длительность действия, разброс свойств конструкционных материалов и т.д.

Перемудриваете.

Уже на консольной изогнутой балке можно увидеть, что одно дело допускаемые напряжения, когда они достигнуты лишь на внешних волокнах. Другое дело предельное состояние - пластический шарнир. Ему соответствует и предельная нагрузка. Это одно и то же.

В общем, не переубежден, извините.

[LazyBitch 275]

7 минут назад, soklakov сказал:

И это уже про предельное состояние взамен допускаемых напряжений.

Даже если слова другие.

Роза пахнет розой, хоть розой назови ее, хоть нет.

Такой логикой и допускаемые напряжения можно отнести к предельным состояниям, ибо предполагается, что после их превышения в конструкции наступают некие опасные состояния. Как в старом советском анекдоте

Скрытый текст

Урок физики в церковной школе.
- Отроки, кто скажет мне, что самое быстрое в физике? – Отрок Владимир!
- Хуй, батюшка.
- Да? Обоснуй.
- Не успеешь подумать, а он уже поднялся.
- Хм, верно. А кто скажет мне, что самое тяжелое в физике? - Отрок
Владимир опять хочет ответить.
- Хуй, батюшка.
- Да? Обоснуй.
- Если опал, то никакой силой его не поднять.
- Хм, верно. А кто скажет мне, что самое легкое в физике? - Отрок
Владимир, а ты помолчи, а то ты мне всю физику на мужское половое достоинство сведешь.

Вы путаете, тёплое с мягким. Допускаемые напряжения, предельные нагрузки и предельные состояния - это три метода нормирования прочности. Они априори предполагают, что при их нарушении должно случиться что-то опасное (читай - запредельное). Разница в методах оценки начала наступления этого события, как в теориях прочности.

10 минут назад, soklakov сказал:

Уже на консольной изогнутой балке можно увидеть, что одно дело допускаемые напряжения, когда они достигнуты лишь на внешних волокнах. Другое дело предельное состояние - пластический шарнир. Ему соответствует и предельная нагрузка. Это одно и то же.

Если балка стальная, то вы близки к истине. Но пропустили предельное состояние второй группы, у консольной балки оно наступит раньше первого. А в каком месте возникает пластический шарнир у железобетонной балки?

13 минут назад, soklakov сказал:

Перемудриваете.

Нет, посмотрите отраслевые нормы, где расчет ведется по предельным нагрузкам. Выше я скидывала один ГОСТ. И сравните с СП 20.13330.2016, в которых расчеты ведутся по предельным состояниям.
Кто-нибудь при расчете аппаратов по ГОСТ составляет комбинации загружений, как это делается по СП?

Изменено 11 ноября 2022 пользователем LazyBitch

[soklakov 1 485]

3 часа назад, LazyBitch сказал:

Вы путаете, тёплое с мягким.

Возможно. Люблю термомеханику)

3 часа назад, LazyBitch сказал:

А в каком месте возникает пластический шарнир у железобетонной балки?

Ок. Пусть будет жб. С допускаемым понятно. Что будет предельным состоянием и какому состоянию соответствует предельная нагрузка?

 

[LazyBitch 275]

8 минут назад, soklakov сказал:

Что будет предельным состоянием и какому состоянию соответствует предельная нагрузка?

При достижении предельной нагрузки в бетоне течет сжатая арматура, либо трещит бетон растянутой зоны. Это соответствует первому предельному состоянию. Но суммарная нагрузка, собранная по методу предельных состояний при этом будет выше, чем при методе предельных нагрузок.

[Fedor 1 630]

"предельные нагрузки и предельные состояния " предельные нагрузки вызывают предельные состояния. Логичнее всего об этом в книжке по пластичности ссылку на которую давал ... Пластические шарниры и все такое. В жб треугольную эпюру напряжений в бетоне заменяют прямоугольной в области сжатия. 

"трещит бетон растянутой зоны" он всегда трещит обычно. Следят за раскрытием трещин, чтобы вода не попадала и арматура не ржавела. А то может быть обрушение как у козырька на Сенной площади у входа в метро. 

Насколько помню Rs для арматуры определяют чуть меньше сигмы текучести, то есть уже есть запасец до сигмы временное Как то смотрел на надежность так коэффициент запаса или по модному надежности все равно где-то около двойки получается с строительстве просто размазан по разным величинам. http://www.pinega3.narod.ru/verz.htm  

Примерно как и принято в машиностроении... Природу нормами не обманешь, как ни экономь :) 

Изменено 12 ноября 2022 пользователем Fedor

[LazyBitch 275]

3 часа назад, Fedor сказал:

он всегда трещит обычно

Да, потому по обыкновению в практике проектирования народ для спокойного сна переармирует сечения. Но есть бойцы за экономию стали, у таких течёт арматура.

3 часа назад, Fedor сказал:

предельные нагрузки вызывают предельные состояния.

Да, но только при допускаемых напряжениях предельная нагрузка минимальна, при предельных нагрузках уже больше, а при предельных состояниях ещё больше. 

[Fedor 1 630]

Все это игра слов в поисках новизны с актуальностью :)

Напряжения в арматуре по любому должны быть меньше сигмы текучести. Максимум Rs  .... 

 

"Да, потому по обыкновению в практике проектирования народ для спокойного сна переармирует сечения." - Допускаются же трещины 0.3 мм на уровне арматуры насколько помню. Зная шаг трещин можно и деформации определить.  Вот тут моделирование и принцип Сен-Венана могли бы быть полезны для определения шага. Тогда и деформации и напряжения в арматуре легко найти. 

Ну а избыточная арматура всегда бывает по конструктивным соображениям.  На чертеже рекомендуется не более двух типов армирования. Кроме того рекомендуется через шаг по ряду диаметров делать, чтобы не перепутали на стройке. Я всегда делю на пару областей по напряжениям или моментам. 

Изменено 12 ноября 2022 пользователем Fedor

[Fedor 1 630]

Это раньше старались максимально экономить металл, а сейчас заводы металлургические работают хорошо, проблем с арматурой нет .  Вон если избавиться от нахлеста при соединении арматуры, то можно прилично сэкономить арматуры, но никто не хочет заморачиваться ... :) 

Я предлагал и тут разработать узлы для стыковки арматуры, так все пофиг , ну и плюнул коль не надо :)

Изменено 12 ноября 2022 пользователем Fedor

[LazyBitch 275]

48 минут назад, Fedor сказал:

Все это игра слов в поисках новизны с актуальностью :)

Всё это наглядная демонстрация неспособности большинства мужчин проигрывать дискуссию женщинам. Скажите, пожалуйста прямо. Вы отрицаете существование метода расчета по предельным нагрузкам?

[Fedor 1 630]

Я просто не понимаю чем он отличается от теории пластичности. Слова такие встречал часто, но внятного объяснения чем он отличается от пластичности так и не понял. Привычка всякие методы рассматривать  с точки зрения механики деформируемого тела.  А то что не сформулировано ясно  на языке математики стараюсь не использовать... :)

В строительстве любят иногда и какой-то коэффициент постельки С2 использовать.  Как то меня просили с ним разобраться. Ну я и разобрался... Что это одеяло натянутое над болотом. Вроде уравнения струны ...  :) 

Внятного определения то нет нигде кроме одной иностранной книжки где такое использовали для надутой камеры колеса и грунта.  :) 

Изменено 12 ноября 2022 пользователем Fedor

[Fedor 1 630]

Заменяй определяемое определением - учил кто-то из классиков. А если нет внятного определения, то и определяемое не существует как самостоятельная сущность :)  

[LazyBitch 275]

1 час назад, Fedor сказал:

Я просто не понимаю чем он отличается от теории пластичности.

Теория пластичности - это раздел технической физики, это наука. Она изучает объекты реального мира. 

Метод предельных нагрузок - это нормативный метод оценки прочности. Он устанавливает отраслевые стандарты надёжности. 

[Fedor 1 630]

Это все общие слова не имеющие практического вычислительного смысла.

В снипах же написано что проектировать надо на основе науки. Ну а надежность обычно связано с вероятностью.    https://ru.wikipedia.org/wiki/Надёжность   

Ну как оценить прочность без расчетов и теорий прочности ?   

Нормативные методы это дела бухгалтерские и сметчиков  ...  

"Тео́рия пласти́чности — раздел механики сплошных сред, задачами которого является определение напряжений и перемещений в деформируемом теле за пределами упругости."   https://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_пластичности  .

Это не инженерное упрощение... 

Если это о табличке с нагрузками в зависимости от назначения, то конечно нормативный. Но если заказчик хочет большую несущую способность, то надо делать на такую нагрузку так как хочет заказчик  :)

[LazyBitch 275]

3 часа назад, Fedor сказал:

Это не инженерное упрощение... 

Фёдор, так вы и нагрузки в своих расчётах прикладывайте без инженерных упрощений и физических абстракций. По-научному, так сказать. Разве возможна в жизни сосредоточенная сила или равномерно распределеное давление от перемещающихся людей? 

Смешной вы такой иногда бываете. 

[Fedor 1 630]

Отклоняетесь от вопроса.  Не буду же про обобщенные функции еще тут рассказывать и прочее. Зафиксируем - и сами не можете про метод предельных нагрузок ничего содержательного сказать. То есть тут уместна бритва Оккама :)

[LazyBitch 275]

1 час назад, Fedor сказал:

сами не можете про метод предельных нагрузок ничего содержательного сказать.

Фёдор, так вроде ж выше рассказала.

Проблема инженерного расчёта на механике сплошных сред не заканчивается. Есть другая вещь, которую вышеупомянутая наука не касается, - нагрузки и воздействия на конструкции. Часто по своей природе они в существенной степени непостоянны и/или изменчивы. Например, ветровое воздействие на здание, удар штормовой волны о корпус корабля или воздействие зрителей на трибуны спортивных сооружений. Для увязки этих двух проблем и существуют отраслевые нормы прочности. Которые вобрали в себя и аппарат теорий упругости, пластичности, а также математические дисциплины - теорию вероятностей и статистику.