Jump to content

Хитрые задачи в МКЭ и МДТТ

Jesse

By Jesse,
in Динамика и прочность

 Share Followers 0

Recommended Posts

waze4534

waze4534 0

Posted
Posted

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

Link to post
Share on other sites
  • SHARit changed the title to Хитрые задачи в МКЭ и МДТТ
  • 2 months later...


UnPinned posts
Orchestra2603

Orchestra2603 241

Posted
Posted
On 7/18/2024 at 1:24 PM, Jesse said:

Ещё такой вопрос:  обычно когда считаю железку не по нормативному документу, смотрю только эквивалентные напряжения (Мизес или интенсивность напряжений).
 А если решается контактная задача, то ведь по идее обязательно надо ставить условие прочности по sigma1, ну т.е. по нормальным напряжениям в области контакта? И сравнивать их с допускаемыми условно 0,65 от предела текучести?

 

Просто если какой-нибудь подшипник рассматривать, то там возникает НДС, близкий к всестороннему сжатию, соотв-но эквивалентные напряжения очень малы...
А контактные напряжения - огого! Тысячи МПа! Получается моя логика в первом абзаце неверна?

У меня такая логика...

 

Если мы имеем дело с хрупким материалом, то критичны именно растягивающие напряжения. Они же раскрывают микротрещины. Разрушение непластичных материалов при сжатии - это вообще отдельная песня. Вроде как считается, что на начальной стадии там разрушение происходит из-за максимальных касательных напряжений (типа как сдвиговая трещина II типа) на каком-то дефекте, на границах между зернами и т.п. Потом, правда, это всё в какой-то момент все равно переходит в трещину нормального отрыва I-го типа. При этом там сильно играет роль двух- или трехосность сжатия. Потому что tau при сжатии по x компенсируются противоположиными по знаку tau от сжатия по y. Там еще свойства контакта между гранями трещин влияюь, трение, адгези. Суммарным касательным напряжениям от сжатия не надо еще это трение преодолеть, чтобы она вообще росла. 

 

Но, так или иначе, в данном случае, если у вас примерно sigma1 = sigma 2 = sigma3, то там максимальные касетельные напряжения будут почти ноль. Получается, если у вас хрупкий материал, то всестороннее сжатие - это даже предпочтительный сценарий. Оно даже как бы увеличивает прочность детали, мешает трещинам расти. Если там устойчивость нигде не теряется, конечно. Бояться надо положительных сигма1, а не отрицательных.

 

Если материал пластичный, то тогда все стандартно. Критерий Мизеса, и в путь! :) И там опять же все не на сигма1 одном завязано, там тоже все от разности главных напряжений зависит. Так что, так или иначе, по одному сигма1 что-то смотреть некорректно, имхо. И, таки да, по Мизесу напряжения тоже будут близки к нулю. Так что, имхо, это вполне нормально, что какие-то сигма1 по модулю очень большие.

 

 

Link to post
Share on other sites
Fedor

Fedor 1,625

Posted
Posted (edited)
Цитата

А контактные напряжения - огого! Тысячи МПа!

Обычно говорят о герцевских напряжениях. Их получают экспериментально. Они еще и от числа циклов зависят, то есть усталости. Тут надо в Деталях машин смотреть. Усталость дело  чисто экспериментальное... 

 

https://pinega3.narod.ru/durabi/Durability.htm  вот тут пытался все объединить :) 

Edited by Fedor
Link to post
Share on other sites
Jesse

Jesse 978

Posted
  • Author
Posted
18 часов назад, Orchestra2603 сказал:

Получается, если у вас хрупкий материал, то всестороннее сжатие - это даже предпочтительный сценарий.

ну не знаю... вы по льду ходили?)
Ещё хорошо видно как трещина по льду от сжатия идёт, если молотком по кубу льда ударить.
 

А так понятно: смотрим по сигма1 только для хрупкого материала..

Link to post
Share on other sites
Orchestra2603

Orchestra2603 241

Posted
Posted
5 hours ago, Jesse said:

ну не знаю... вы по льду ходили?)

Во по льду как раз я не только ходил,а имел всяческие довольно близкие отношения лет так 10. И до сих пор имею )))

 

При ударе молотка, трещины как раз и расходятся от растягивающих напряжений в верхние слоях льдины. Вот, при одноосном сжатии есть любопытная штука. В лабораторных условиях образцы разрушаются при сжимающих напряжениях 1 - 10 МПа. А вот при контакте с вертикальной стенкой делают замеры, и там проявляется в узкой зоне 50 МПа и более. И лёд такое спокойно выдерживает.

 

При растяжении образцов одноосном хрупкое разрушение наступает примерно при 0.1 МПа, кстати говоря.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...
Борман

Борман 2,396

Posted
Posted

Есть регулирующие клапаны с линейной и равнопроцентной расходной характеристикой.

Кто в курсе в каких случаях применяется одна, а в каких другая ?

Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...
soklakov

soklakov 1,485

Posted
Posted
18.07.2024 в 13:24, Jesse сказал:

Просто если какой-нибудь подшипник рассматривать, то там возникает НДС, близкий к всестороннему сжатию, соотв-но эквивалентные напряжения очень малы...
А контактные напряжения - огого! Тысячи МПа!

Так ведь и допускаемые контактные напряжения в тысячи мегапаскаль.

24.07.2024 в 10:13, Fedor сказал:

Обычно говорят о герцевских напряжениях. Их получают экспериментально.

плюс, @Jesse , стоит учитывать это.

и в эксперименте контактные напряжения в тысячи мегапскаль как раз не рушат материал из-за того, что там близко к всестороннему.

Link to post
Share on other sites
Jesse

Jesse 978

Posted
  • Author
Posted
15 часов назад, soklakov сказал:

Так ведь и допускаемые контактные напряжения в тысячи мегапаскаль.

 вы где-нибудь находили допускаемые контактные напряжения?)
Ставили когда-нибудь такое условие прочности, чтоб контактные напряжения были меньше допускаемых?

Link to post
Share on other sites
Fedor

Fedor 1,625

Posted
Posted

Есть в любом букваре по Деталям машин расчет на контактную прочность. Сигма аш и все такое. Курсовик по редукторам обязателен для студентов машиностроителей ... https://studfile.net/preview/2899626/page:5/   :)

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
Jesse

Jesse 978

Posted
  • Author
Posted (edited)
14 часов назад, Fedor сказал:

Есть в любом букваре по Деталям машин расчет на контактную прочность. Сигма аш и все такое. Курсовик по редукторам обязателен для студентов машиностроителей ... https://studfile.net/preview/2899626/page:5/   :)

получается надо ориентироваться только на твёрдость при определении допускаемых контактных напряжений?
А если без поверхностной обработки деталь и нет данных по твёрдости как тогда быть?

Edited by Jesse
Link to post
Share on other sites
Fedor

Fedor 1,625

Posted
Posted

Измерить твердость ... :)

https://ru.wikipedia.org/wiki/Твёрдость   

https://studfile.net/preview/4200365/page:6/    Можно твердость прикинуть по пределу прочности... 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Предел_прочности   

Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...
Jesse

Jesse 978

Posted
  • Author
Posted (edited)

Имеется клапан, к которому с двух сторон привариваются трубопроводы. И нагрузки соотв-но от этих трубопроводов передаются на патрубки клапана и на корпус.

клапан.png

Нагрузки представляют собой изгибающий момент и растягивающее усилие.
Кто как такие конструкции считает в МКЭ? Ведь в статике с исходной постановке без закреплений такое не посчитать... 
Я обычно закрепляю сначала с одной стороны и прикладываю момент с противоположной. Затем меняю закрепление и момент местами. Беру худший вариант по напряжениям.
Как по нормальному такое посчитать? 
Напрашивается динамика с большим демпфированием и/или на большом интервале времени, но там и проблемы со сходимостью, и расчет долгий...

Edited by Jesse
Link to post
Share on other sites
jtok

jtok 856

Posted
Posted

У вас же по любому есть опоры на трубопроводах? Можно считать, ограничиваясь геометрией от опоры до опоры, применяя на опорах правильные граничные условия. Тогда не нужно будет переключаться в две задачи

Link to post
Share on other sites
Jesse

Jesse 978

Posted
  • Author
Posted
59 минут назад, jtok сказал:

У вас же по любому есть опоры на трубопроводах?

полагаем, что трубопроводы достаточно длинные и мы не знаем как они там вдали закреплены.. известна только нагрузка

Link to post
Share on other sites
Борман

Борман 2,396

Posted
Posted

Клапан должен быть типовой, который не надо проверять проверять в каждой трубопроводной системе, в которой он стоит. Для этого нужно определить доп. нагрузки на клапан. Ну да типа тут закрепил, а там погнул, потом наоборот.

А потом уже трубопроводную систему проектировать с этими ограничениями. 

Link to post
Share on other sites
Orchestra2603

Orchestra2603 241

Posted
Posted (edited)
6 hours ago, Jesse said:

Как по нормальному такое посчитать? 

Если степеней свободы в системе не очень много (скажем, до миллиона), то можно попробовать решать гармонический анализ на 0 Гц (или близкой к нуле частоте) модальной супепозицией, учитывая сосбтвенные частоты и формы, начиная с 7 и до конца. Иначе, все это упирается в машинное время.

Дело в том, что если первые 6 форм с околонулевой собственной частотой учитывать, то в 0 Гц частты внешнего возбуждения матрица динамической жесткости будет вырожденной, а около 0 Гц - плохо обусловленной, т.е. результат может быть вообще рандомным из-за численной неустойчивости. Но если их (этих первых 6 форм) вклад исключить, то движения как твердого цела исключаются, и все становится норм.

Но тут еще проблема, что бывает очень сложно заранаее предугадать, что на какой-то 10000-й форме вклад в суммарную жесткость все-таки есть, и он может быть и немаленьким. Так что для надеждности лучше брать вклады от всех формы, а их столько, сколько степеней свободы системе.

Edited by Orchestra2603
Link to post
Share on other sites
Jesse

Jesse 978

Posted
  • Author
Posted (edited)
5 часов назад, Борман сказал:

Клапан должен быть типовой, который не надо проверять проверять в каждой трубопроводной системе, в которой он стоит

не, у нас наоборот: типовые трубы по НР-068-05, а клапаны всякие разные. В основном не типовые..

 

2 часа назад, Orchestra2603 сказал:

Если степеней свободы в системе не очень много (скажем, до миллиона), то можно попробовать решать гармонический анализ на 0 Гц (или близкой к нуле частоте) модальной супепозицией, учитывая сосбтвенные частоты и формы, начиная с 7 и до конца. Иначе, все это упирается в машинное время.

Дело в том, что если первые 6 форм с околонулевой собственной частотой учитывать, то в 0 Гц частты внешнего возбуждения матрица динамической жесткости будет вырожденной, а около 0 Гц - плохо обусловленной, т.е. результат может быть вообще рандомным из-за численной неустойчивости. Но если их (этих первых 6 форм) вклад исключить, то движения как твердого цела исключаются, и все становится норм.

хм. интересно:smile: даже не думал если честно решать в линейной динамике на основе форм колебаний..


У меня были мысли (и я так уже делал давненько на простых примерах типа гнуть гибкую шарнирную балочку) в динамическом модуле это дело решить. Ну т.е. в пространственно-временной области, не в частотной. Можно задать демпфирование большое, а можно проще: если у нас первая частота условно 1000 Гц, решаем на одной секунде, да и всё. Тогда всякие паразитные волны и колебания не появятся по идее.. Главное чтоб за это время система смогла прийти в статическое равновесие, чего мы и добиваемся. Просто с большим демпфированием это может занять бОльшее время.

 

Ну вот в общем, я придумал простую toy model. Растягиваем элемент двумя несоосными силами, создаётся неуравновешенный момент. Но мы знаем что система всё равно придёт в равновесие путём деформации. Можно балками решить для скорости, на 30 КЭ задача..)
bm.png

Edited by Jesse
  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
Orchestra2603

Orchestra2603 241

Posted
Posted
18 hours ago, Jesse said:

Ну вот в общем, я придумал простую toy model. Растягиваем элемент двумя несоосными силами, создаётся неуравновешенный момент. Но мы знаем что система всё равно придёт в равновесие путём деформации. Можно балками решить для скорости, на 30 КЭ задача..)

Классно! Всячески поддерживаю! Покажите потом, получается или нет?

Link to post
Share on other sites
Jesse

Jesse 978

Posted
  • Author
Posted
2 часа назад, Orchestra2603 сказал:

Классно! Всячески поддерживаю! Покажите потом, получается или нет?

 

21 час назад, Jesse сказал:

bm.png

Сделал такую модель. Длины сторон одинаковые и равны 100 мм, сечение - квадрат со сторонами 10х10 мм. Сталь. Усилия по 1000 Н с каждой стороны, т.е. неуравновешенный момент получается равным 100 Н.м. Использовал балочную модель на 150 конечных элементов.
 

В общем, как обычно, вы оказались правы! Во временной области в обычном Transient Structural в Ансис или в Simulation Nonlinear dynamics ничего не получается решить. Солвер валится. Если приложить перемещения вместо сил и контролировать реакции, то посчитает, конечно... но вот с силами никак.
А вот Transient Structural на основе Modal отлично считает, если исключить моды твёрдого тела!

Получил схожие результаты в Ансис и Солидворкс Симулейшн в модуле линейного динамического анализа.
ans.gif

sw.png

 

  • Чемпион 1
Link to post
Share on other sites
Борман

Борман 2,396

Posted
Posted

Можно мне объяснить, откуда вообще в этой задаче появилась динамик/модальник/гармоник и п.х. ?

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
 Share
Followers 0
Go to topic listing

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Maik812
      Помощь новичку Solidworks

      By Maik812 · Posted

      ты папа карло пили табуретки, и не лезь в КМ, там другое все!
    • Krusty
      SOA C# TC12

      By Krusty · Posted

      Курите, вроде собрал в кучу работающий код и на скачивание файла из датасета https://github.com/Krusty84/Teamcenter-File-PushPuller
    • Killerchik
      Вопрос по включению выключения лампы внутреннего освещения на станке dmc 1035 v ecoline

      By Killerchik · Posted

      Согласуйте с начальством и поставьте выключатель IP67, если прям нужно.
    • Vdmitriev
      Дефицит кадров

      By Vdmitriev · Posted

      Здравствуйте. Простите за оффтоп. Кто-нибудь помнит, пару лет назад в комментах скидывали ссылку на вакансию ведущего на хх с з.п. 600-700 тыс руб, вроде бы станкостроение, город провинциальный, возможно Саратов, Ульяновск, Липецк и т.д. Она ещё очень странная была. Очень хотелось бы перечитать. Можно аналогичных, с з.п. от 500 со смутными, оригинальными и тому подобными требованиями.
    • Viktor2004
      OT0515 (n) INTERFERENCE:-

      By Viktor2004 · Posted

      PMC1_PRM.TXT
    • power-1976
      Вопрос по включению выключения лампы внутреннего освещения на станке dmc 1035 v ecoline

      By power-1976 · Posted

      Спасибо за ответ! Совершенно правы оказались свет идет от главного выключателя там стоят четыре автомата который один из них отвечает за свет.находятся они  в релейном шкафу. То есть я так думаю его трогать включать и выключать можно только при замене лампы. А при работающем  станке естественно туда лазить нельзя всё под напряжением. Спасибо за детальное объяснение! .
    • Sla_68
      Solidworks API

      By Sla_68 · Posted

      Всем привет. Пытаюсь научиться наладить взаимодействие с графическими телами. Но информации как то мало. Можете подсказать как добраться до объектов графики? Set swApp = Application.SldWorks Set swModel = swApp.ActiveDoc Set swFeat = swModel.FirstFeature ' 1 папка всего проекта Do While Not swFeat Is Nothing Debug.Print swFeat.GetTypeName Debug.Print swFeat.name If swFeat.GetTypeName = "MeshBodyFeatureFolder" Then Set MeshFolder = swFeat.GetSpecificFeature2 '' вот это НЕ работает vBodies = MeshFolder.GetBodies 'и вот это тоже set Meshbody=vBodies(0) <== вот сюда хочу залезть и поизучать фацеты а в частности их количество end if Set swFeat = swFeat.GetNextFeature Loop если кто то знает в каком направлении копать эту тему , то прошу оказать помощь с наративами . С хелпом я пытался по API поработать, но либо я чего-то не понимаю до конца , либо это все мой ужасный английский Прикрепляю файл STL для вашего удобства Сборка.STL
    • Ветерок
      В какой программе можно рассчитать траекторию потоков зерна

      By Ветерок · Posted

      Советую включить в браузере проверку орфографии.
    • UPM_Magnet
      В какой программе можно рассчитать траекторию потоков зерна

      By UPM_Magnet · Posted

      спасибо  
    • UPM_Magnet
      Баг в SW21 - пропадает Графическая область (окно вида детали)

      By UPM_Magnet · Posted

      Здравствуйте, люди добрые Установил себе  SW21 (раньше пользовался SW18) и столкнулся с такой проблемой. Открываю Сборку (см. файл) в Сборке выбираю Деталь и открываю ее в новом окне. Окно Детали открывается, Дерево построения есть, а Графической области - нету (соответственно, изображения детали нету) Главное, что часть Деталей в Сборке открываются нормально, а часть - с такими же проблемами Помогите, пожалуйста,  разобраться в чем проблема и как ее устранить ?    
×
×
  • Create New...