Simulation неверно считает устойчивость тонкостенной сферы?

[ber2004 23]

Здравствуйте, коллеги! Столкнулся с забавным расхождением результатов аналитического расчета устойчивости сферы под внешним давлением и расчета в Simulation.

Формула простая :

  

где h - толщина сферической оболочки, а R - средний радиус.

Так вот. Для оболочки с внутр.радиусом R1=100 мм, стенкой h=2 мм ( => R=101), E=2e11, Пуассон=0.3 получаю крит. давление 94.9 МПа,  а в SW Simulation - 57.4 МПа...

Да, я знаю, что Buckling игнорирует прочность, поэтому пригоден только для тонкостенных деталей как и чистый "Эйлер", но! Это же вполне тонкостенная сфера? Вот сжатый стержень с аналитическим расчётом "по Эйлеру" у меня для тонких стержней совпадает очень хорошо (при диаметре стержня < 0.1 от длины), а сфера почему-то нет.

Проверял для толщин 2...20 мм, материал сталь и алюминий. Условия закрепления разные, вплоть до отсутствия закрепления (только мягкие пружины). Сетку самую разную (в 2022 три вида) и в три ряда и редкую, якобиан по 4, 16 и 29, и проч.

Во всех случаях стабильно имею результат в SW = 0.55±0.05 от результата аналитического. Разница почти в два раза. В SW2015 и 2022 идентично. ПОЧЕМУ? Есть идеи? Можете на своих системах проверить?

И до кучи второй вопрос. Эпюры подозрительные. Мне помнится, что раньше при потере устойчивости я получал (ещё в Cosmos) одну большую вмятину, а тут гармошка какая-то, и наружу выпучивает больше, чем внутрь, при внешнем-то давлении. Тоже странно. 

[ДОБРЯК 606]

А напряжения какие?

[ber2004 23]

Вписал выше. Но сетка уже более грубая, сорри. Пересчитаю с мелкой сейчас

[ДОБРЯК 606]

4 минуты назад, ber2004 сказал:

Пересчитаю с мелкой сейчас

Дело не в сетке. Не пересчитывайте. Статика у нас совпадает. 

Значения первых двух точек совпадают, а формы у вас как у меня?

[ber2004 23]

Сетка 2 мм, с курватурно-блендными тетраэдрами.

Напряжения по-прежнему 24.5 МПа в среднем

Верхушка просела на 1.207е-2 мм, 

Бока на 9.9е-3 мм 

 

[ДОБРЯК 606]

Статика совпадает. Нужно сравнить собственные колебания. 

Собственные частоты без учета нагрузки.

Модифицированный алгоритм Ланцоша

 Собственные частоты (Гц).
 1        399.6856
 2        400.4472
 3       1923.7792
 4       1991.0904
 5       4759.8919
 6       4760.0538
 7       5928.1923
 8       5928.8473
 9       6150.1285
 10       6534.8347
 

[ber2004 23]

В баклинге первые две вормы качания вбок, третья ниже. И вплоть до 20-й одно пятно со складками, или, реже, два пятна, или совсем редко 3 пятна.

[ДОБРЯК 606]

И формы колебаний посмотрите. Гладкие или такие же как формы потери устойчивости.

Изменено 21 сентября 2023 пользователем ДОБРЯК

[ber2004 23]

Собственные частоты

Форма 1,2 боковые качания, 3,4 - вниз и вверх, далее комбинированные качания, 7-8 сплющивание с боков, 9-10 грушевидные.

Все без мелких деформаций, волн. Только крупные формы. Вот 7-я:

Изменено 21 сентября 2023 пользователем ber2004

[ДОБРЯК 606]

24 минуты назад, ber2004 сказал:

Сетка 2 мм, с курватурно-блендными тетраэдрами.

Напряжения по-прежнему 24.5 МПа в среднем

Верхушка просела на 1.207е-2 мм, 

Бока на 9.9е-3 мм 

 

У вас напряжения пятнами. А у меня нет пятен.

Попробуйте сгенерировать 4-х узловыми тетраэдрами. Предполагаю у вас будут нормальные формы потери устойчивости.

[ber2004 23]

Простыми тетраэдрами то же. Писал уже в 1-м сообщении. Пересчитал на всякий. Сетка 2 мм. Первые 2 формы - бок.качания, ниже 3 и 5 формы.

[Jesse 963]

1 час назад, ber2004 сказал:

Сетка 2 мм, с курватурно-блендными тетраэдрами.

@ber2004 , "пятнистые" и "полосатые" результаты в эпюре напряжений, когда они скачут в пределах 3-го знака после запятой - это нормально для подавляющего числа задач.. для вашей точно (у вас толстая сфера).

Когда вы наконец поймёте, что ваша проблема в том, что вы делаете численный расчет для неполной сферы с одними ГУ, а пытаетесь свериться с аналитическим расчетом с другими ГУ для полной сферы?!??

Потому и результаты, естественно, отличаются...

Изменено 21 сентября 2023 пользователем Jesse

[ДОБРЯК 606]

1 минуту назад, Jesse сказал:

Когда вы наконец поймёте, что ваша проблема в том, что вы делаете численный расчет для неполной сферы с одними ГУ, а пытаетесь свериться с аналитическим расчетом с другими ГУ для полной сферы?!??

@Jesse вы неправы. @ber2004 правильно обозначил проблему. Он сбросил КЭ модель которую считает в формате Настран. Я читаю эту модель в ИСПА ничего не меняю и запускаю расчет начальной потери устойчивости. И мои результаты совпадают с аналитическим решением. И формы потери устойчивости правильные.

В это трудно поверить, но уже является фактом, что СВ начальную потерю устойчивости сферы тетраэдрами считает неправильно. 

 

[ДОБРЯК 606]

У меня на любой тетраэдральной сетке напряжения после решения статической задачи без пятен.

 

[Jesse 963]

17 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Он сбросил КЭ модель которую считает в формате Настран. Я читаю эту модель в ИСПА ничего не меняю и запускаю расчет начальной потери устойчивости.

так видно же крепления в ненужных местах появились. Видимо, конвертация в формат Настран не произошла успешно.

19 минут назад, ДОБРЯК сказал:

И мои результаты совпадают с аналитическим решением. И формы потери устойчивости правильные.

Вы блефуете..))

 

2 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

У меня на любой тетраэдральной сетке напряжения после решения статической задачи без пятен.

ага. Шкалу подкрутили, небось, да так всё одноцветно вообще стало. Я тоже так могу

[ber2004 23]

2Jesse Эксперимент подтверждает, что критическое давление у полусферы и полной сферы не отличаются. Формулы Рос Регистра для полной сферы, а к полусферам вполне применяются

Изменено 21 сентября 2023 пользователем ber2004

[ДОБРЯК 606]

1 минуту назад, Jesse сказал:

так видно же крепления в ненужных местах появились. Видимо, конвертация в формат Настран не произошла успешно.

Вы невнимательно читаете тему. Он сегодня сбросил модель из тетраэдров в которой я ничего не правил и результаты совпадают с аналитическим решением.

4 минуты назад, Jesse сказал:

Вы блефуете..)

@ber2004 сделал такую модель оболочками и сбросил в формате Настран. Решение этой модели у нас совпадают и совпадают с аналитическим решением.

Только тетраэдрами СВ решает неправильно.

8 минут назад, Jesse сказал:

ага. Шкалу подкрутили, небось, да так всё одноцветно вообще стало. Я тоже так могу

Не подкручивал.

Мне нет смысла обманывать самого себя.

[Jesse 963]

18 минут назад, ber2004 сказал:

Формулы Рос Регистра для полной сферы, а к полусферам вполне применяются

что ещё за формулы Рос Регистра?) Это нормативный документ?

16 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Не подкручивал.

так покажите вместе со шкалой

[ДОБРЯК 606]

16 минут назад, Jesse сказал:

так покажите вместе со шкалой

Считайте что подкрутил. 

 

[soklakov 1 477]

33 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

Считайте что подкрутил. 

Засчитано.

[ДОБРЯК 606]

@ber2004 вы как нагрузку задавали? В Настран файле записаны силы в узлах.

У меня к вам просьба запишите два STEP файла, для оболочки и для тетраэдров. Очень интересный тест.