Хитрые задачи в МКЭ и МДТТ

[waze4534 0]

Необходимо рассчитать предельную нагрузку на подвешенную емкость. Как провести анализ не ограничив геометрию емкости? 

[AlexKaz 1 839]

22 минуты назад, Jesse сказал:

Кто-нибудь так делал?

Нагрузка и ГУ должны быть или осесимметричными, или периодическими. В ANSYS для этого есть специальный плоский элемент с нагружением, которое может произвольным по окружной координате, но кодом разлагается в ряд синуса-косинуса. Тема старая, годов 70-х ещё.

[Jesse 968]

8 минут назад, Борман сказал:

Я так делал. Был диск, на нем условно восемь лопаток, на на теле диска пять дырок для охлаждения. В запас прочности предполагается что дырок тоже 8 и считается сектор 1/8.

да я бы рад так сделать. Но у меня корпусная деталь, и там отверстия неупорядоченно расположены.
 

7 минут назад, AlexKaz сказал:

Нагрузка и ГУ должны быть или осесимметричными, или периодическими. В ANSYS для этого есть специальный плоский элемент с нагружением, которое может произвольным по окружной координате, но кодом разлагается в ряд синуса-косинуса. Тема старая, годов 70-х ещё.

Джентельмены, вы наверно меня не так поняли: я отверстия в МКЭ модель вообще никак не хочу включать. 
Хочу в 2Д-осесимметрию посчитать
Такую штуку.

 

Отверстий в расчёте у меня вообще не будет. 
Потом взять максимальное напряжение на диаметре, где по факту у меня отверстие должно быть.
Скажем, у меня там 57 МПа.
Потом говорю  "согласно такому-то документу, для круглых отверстий коэфф. концентрации=3". Умножаю 57 * 3 = 171 МПа.
Вот так делали?
 

Изменено 28 мая пользователем Jesse

[AlexKaz 1 839]

11 минут назад, Jesse сказал:

я отверстия в МКЭ модель вообще никак не хочу включать. 

Резьба мешается? Резьбу и конусность в отверстиях удалить, удалить фаски, отверстия оставить.

13 минут назад, Jesse сказал:

Потом говорю  "согласно такому-то документу,

Какому? Справочник Петерсона 1977 Коэффициенты концентрации напряжений ? На отверстия не обращают внимания, если они не сильно повлияют на НДС основной детали. А на картинке вообще не ясно, где они, как расположены, как нагружен металл в зоне рядом с отверстиями.

[Jesse 968]

2 минуты назад, AlexKaz сказал:

А на картинке вообще не ясно, где они, как расположены, как нагружен металл в зоне рядом с отверстиями.

наружное давление 33 МПа. Сверху отверстие под рым-болт. На торце 3 монтажных отверстия, в которых будут шпильки для стягивания к корпусам других ступеней насоса

Вот у меня в зоне отверстия средние напряжения ~250 МПа.
Думаю, умножить их на коэфф. концентрации для ответрстия, да и дело с концом. Что думаете?

 

[AlexKaz 1 839]

Давление изнутри? Если изнутри, 2d схема не эквивалентна схеме с затяжкой шпилек. Т.к. фиксировать здесь надо отверстия, а не всю боковую поверхность.

[Fedor 1 613]

А  метал хрупкий или пластичный ?  Нагрузка постоянная или переменная ?  

"Вот у меня в зоне отверстия средние напряжения ~250 МПа" даже если умножите на оптимистичную двойку, то получите 50 кГ/кв.мм что в общем то не мало... 

Сжатие то ладно, а в растянутой зоне надо бы скругление сделать 

Изменено 28 мая пользователем Fedor

[vik_q 142]

2 часа назад, Jesse сказал:

наружное давление 33 МПа. Сверху отверстие под рым-болт. На торце 3 монтажных отверстия, в которых будут шпильки для стягивания к корпусам других ступеней насоса

 

Слушай Бормана. Вырезай сектор 1/8 с обоими дырками. Ну будет у тебя 8 отверстий под рымболт в детали, делов то :)

 

или 1/3. Тоже нормально получится.

 

или отверстие под рымболт режешь плоскостью (туда потом симметрию) и вторую плоскость чтобы 1/8 получилась.

Изменено 28 мая пользователем vik_q

[Jesse 968]

1 час назад, AlexKaz сказал:

Давление изнутри?

снаружи

 

1 час назад, AlexKaz сказал:

2d схема не эквивалентна схеме с затяжкой шпилек

ну у меня корпус такого многоступ. насоса, о котором я говоорил в другой теме.

 

1 час назад, AlexKaz сказал:

2d схема не эквивалентна схеме с затяжкой шпилек.

Я полагаю, что в итоге от шпилек получается "размазанное" по всей торцевой поверхности усилие

Вообще, ясоорудил такую схему, более правильную. С учётом контакта.

39 минут назад, Fedor сказал:

А  метал хрупкий или пластичный ?  Нагрузка постоянная или переменная ?  

у меня крепкая сталь с текучестью в 550 МПа. Статику считаю. Когда 3 корпуса вместе посчтитал, что среднему корпусу заметно "полегчало" и там уже средние напряги ~120-130 МПа. Запас хороший.

 

21 минуту назад, vik_q сказал:

Слушай Бормана. Вырезай сектор 1/8 с обоими дырками. Ну будет у тебя 8 отверстий под рымболт в детали, делов то :)

 

или 1/3. Тоже нормально получится.

 

или отверстие под рымболт режешь плоскостью (туда потом симметрию) и вторую плоскость чтобы 1/8 получилась.

Слушайте. У меня уже просто спортивный интерес :-)
Неужто никто не комбинировал расчёт МКЭ и старую добрую методку с коэфф. концентрации напряжений?
Ведь так можно в десятки раз быстрее проводить оценку прочности "квазисимметричных" деталей..

Изменено 28 мая пользователем Jesse

[Fedor 1 613]

     конструктивно сделайте радиус у охватываемой детали и скос у охватывающей и забудьте о концентрации.  Можете и полегче все сделать. :) 

[vik_q 142]

28.05.2024 в 16:26, Jesse сказал:

 

Я полагаю, что в итоге от шпилек получается "размазанное" по всей торцевой поверхности усилие

 

Нет ;)

[ak762 319]

On 5/28/2024 at 3:26 PM, Jesse said:

On 5/28/2024 at 2:24 PM, AlexKaz said:

Давление изнутри?

снаружи

а впечатление по картинке что среда в полостях ротора будет также оказывать давление изнутри на корпус ступеней насоса

[Jesse 968]

1 час назад, ak762 сказал:

а впечатление по картинке что среда в полостях ротора будет также оказывать давление изнутри на корпус ступеней насоса

это т.н. катридж. Снаружи его давление, нагнетаемое за все 10 ступеней и равное 33 МПа. Соотв-но на первых ступенях давление меньше 1 МПа. Они то и будут самыми нагруженными.
А так да: изнутри давление тоже будет. Просто я сразу разность давлений приложил сверху

[Orchestra2603 235]

@Jesse  Я бы примерно так и действовал... Я, честно говоря, не очень понимаю граничные условия и схему нагружения. Что с нижней гранью происходит?

Почему так красными стрелочками прикладывается давление? Почему оно неравномерное такое?

Если давление внутри все же есть, не будут ли эти ступени стремиться "разойтись" друг от друга, и не будет ли это создавать нагрузку на срез на шпильку наверху?

 

Про концентрацию... 3-йка- это же по сигма x для растяжения бесконечной пластины в ее плоскости. Тут же более сложное НДС. Хз, если честно, какой там коэффицтент концентрации будет для напряжений по Мизесу.

[Jesse 968]

1 час назад, Orchestra2603 сказал:

Почему оно неравномерное такое?

да это программа просто криво показывает)

 

1 час назад, Orchestra2603 сказал:

Что с нижней гранью происходит?

 

2 часа назад, Jesse сказал:

это т.н. катридж. Снаружи его давление, нагнетаемое за все 10 ступеней и равное 33 МПа. Соотв-но на первых ступенях давление меньше 1 МПа. Они то и будут самыми нагруженными.
А так да: изнутри давление тоже будет. Просто я сразу разность давлений приложил сверху

 

1 час назад, Orchestra2603 сказал:

Тут же более сложное НДС. Хз, если честно, какой там коэффицтент концентрации будет для напряжений по Мизесу.

глянул по справочнику что @AlexKazскинул. Для отверстий в "цилиндрическом тоннеле" ~2 коэффчиг.

 

1 час назад, Orchestra2603 сказал:

 Я бы примерно так и действовал...

не. Ну самом деле.. это ведь реально изврат большую болванку считать?! Мне там допустим ещё контактную задачу надо было решить... Даже с циклической симметрией на сетке "средней добротности" выйдет уйма времени. 

Я даже удивлён честно сказать, что никто так не балуется.

Чтож, буду первопроходцем

p.s.: да на самом деле я более чем уверен что отверстия не повлияют. А картинки разноцветные нужны...

[Fedor 1 613]

Высокопрочные материалы скорее хрупкие в таких надо по сигма 1 или 3 смотреть предельное состояние и они чувствительны к концентрации поэтому стоит конструктивно понизить напряжения через скругления и скосы ... 

[Jesse 968]

5 минут назад, Fedor сказал:

Высокопрочные материалы скорее хрупкие в таких надо по сигма 1 или 3 смотреть предельное состояние и они чувствительны к концентрации поэтому стоит конструктивно понизить напряжения через скругления и скосы ... 

Фёдор, да что вы заладили?!

Нормальная мягенькая сталь у меня

Колеса и корпуса: 1.4317 DIN EN 10283 Материал-заменитель: Сталь 08Х12Н4ГСМЛ ГОСТ 977-88.

Вал: A564 Type 630-H1150D Материал-заменитель: Сталь 07Х16Н4Б ГОСТ 5632-2014.

По третьей теории прочности оцениваю.
сигма1 - сигма3
Интенсивность, короче..

 

Изменено 30 мая пользователем Jesse

[Fedor 1 613]

Насколько помню, надо смотреть на относительное удлинение .   Если около 10%  то хрупкие...  

[Fedor 1 613]

"пластичные и хрупкие. Для первых можно условно принять  , а для вторых —  К пластичным материалам относятся малоуглеродистая сталь, медь, свинец и др., а к хрупким — закаленная сталь, чугун, стекло, камень, бетон и др." хотя есть и такое деление... 

[Flint_ru 59]

19 минут назад, Fedor сказал:

пластичные и хрупкие. Для первых можно условно принять  , а для вторых — 

В ГОСТе на Сосуды и аппараты 34233.1 есть такое определение: 

"Условно материал считается пластичным, если ударная вязкость на образцах KCV более 27 Дж/см , удлинение образца при разрыве превышает 14%, а отношение предела текучести к временному сопротивлению не более 0,8."

[Fedor 1 613]

Цитата

удлинение образца при разрыве превышает 14%

то есть если меньше то хрупкие...   Если стали пластичные то на концентрацию можно плюнуть, образуется небольшая пластическая зона, это называется приспособляемостью и на общую прочность конструкций практически не влияет.  Трещины то не будет и нагружение статическое... 

Так что стоит проверить сталь на критерии пластичности ... 

"4.5.2 Основным условием применения расчета по методу предельных нагрузок является достаточная пластичность материалов."  тут как в строительстве разделяют расчет по предельным напряжениям ( упругий)   и по предельным нагрузкам ( то есть допуская пластичность )  

Изменено 31 мая пользователем Fedor