Хитрые задачи в МКЭ и МДТТ

[waze4534 0]

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

[Jesse 978]

22 минуты назад, Борман сказал:

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

Ну если в статике не получается решить, то че делать?!

Переходим в динамик, более общий и точный случай расчётный , если уж на то пошло..

Ну а что касается частот - просто перешли из временной области в частотную. Нет ничего незаконного. Модальной суперпозицией решаем. Некоторые задачи на удар так и решают, там это обычное дело..

[Борман 2,396]

2 часа назад, Jesse сказал:

Ну если в статике не получается решить, то че делать?!

Как говорил Декарт - «Я мыслю, следовательно, я существую»

Но можно сказать и в обратную сторону.. Если что то существует в статике - значит это может быть смоделировано в статике.

Если у вас на входной патрубок клапана действуют силы и моменты, то для равновесия клапана нужно приложить на выходной патрубок определенную систему сил, про которую можно не задумываться, если его просто закрепить. А после решения вообще будет непонятно, где приложено, а где закреплено.

 

Я не то что бы умничаю или учу кого то... просто вроде должно работать. У вас же клапан живьем покоится - значит первый закон Исаака.

[AlexKaz 1,848]

10.09.2024 в 15:05, Jesse сказал:

Ведь в статике с исходной постановке без закреплений такое не посчитать... 

Есть Inertia relief.

[Orchestra2603 241]

11 hours ago, Jesse said:

Во временной области в обычном Transient Structural в Ансис или в Simulation Nonlinear dynamics ничего не получается решить.

Тут все так же завязано на соотношение размера шага по времени и плотности и демпфирования материала, которые вы вносите в расчет. Они, кстати говоря, вообще могут быть какими-то фиктивными, если в действительности вам вообще только статика интересна (по типу как mass scaling в LS Dyna, например).

 

Если посмотреть как устроен неявный Transient солвер в ансис (https://www.mm.bme.hu/~gyebro/files/ans_help_v182/ans_thry/thy_anproc2.html, здесь очень лревний theory reference, но суть так же), то там разностная схема Ньюмарка или HHT. Например, для Ньюмарка там такое соотношение для n+1 шага по времени:

alpha и delta в принципе парметры, которые регулируют численное поведение разнстной схемы.

Допустим, что у вас один какой-то материал, тогда матрица M пропорциональна скаляру ro (плотность). А матрица C, пускай, пропорционлаьна какому-то одному выбранному конструктивному демпфированию sigma.

Так вот, если оба ro/(alpha*delta_t^2) и sigma*delta/alpha*delta_t малы, то матрица слева перед u_n+1 становится близка к K, а значит близка к вырожденной (плохо обусловлена). А нам же нужно будет ее обращать, чтобы найти u_n+1. Отсюда и вылезает численная неустойчивость.

8 hours ago, Борман said:

У вас же клапан живьем покоится - значит первый закон Исаака.

С заповедями Исаака проблем никаких нет - они выполняются естественно. Проблемы возникают с дискретизованной численной реализации этих заповедей, когда в системе нет закреплений. Невозможно обратить вырожденную матрицу. Т.е. проблемы уже в самом методе, моделе, как мы этот 1й закон используем.

20 minutes ago, AlexKaz said:

Есть Inertia relief.

Это не решает проблему вырожденности матрицы жесткости, которую нужно обращать. Модальная суперпозиция спасает, потому что в этом варианте мы ничего не обращаем, а просто уже берем готовую заготовку, где обратная матрица уже разложена по собственным векторам, и просто выкидываем "плохие" члены разложения, которые нам приносят боль с ГУ.

Edited September 12 by Orchestra2603

[Orchestra2603 241]

Если бы можно было бы в Ансисе напрямую посчитать чистую статику через разложение по собственным числами и векторам, то это было бы как раз то, что надо (а это кстати в теории вполне возможно, ничем не запрещено). Но просто нет такой функции. Поэтому приходится считать в динамике (во времени или в частотной области) с такими настройками, чтобы в результате динамика сводилась к статике.

[ДОБРЯК 607]

8 часов назад, Борман сказал:

Если что то существует в статике - значит это может быть смоделировано в статике.

В данной постановке задачи клапан висит в воздухе. У задачи нет физического смысла. И даже если уравновесить  клапан, то результат на выходе будет зависеть от того какие узлы и степени свободы вы закрепите. 

И в задаче на чистый сдвиг и в задаче всестороннего сжатия результат зависит от закрепления.

Можно подвесить клапан на мягких пружинках, но перед этим нужно правильно уравновесить клапан. Абы как его уравновесить нельзя, от этого тоже зависит результат.

[Борман 2,396]

50 минут назад, ДОБРЯК сказал:

В данной постановке задачи клапан висит в воздухе. У задачи нет физического смысла.

Ну да, это причина и следствие. Но я не видел клапанов, которые висят в воздухе.

[ДОБРЯК 607]

1 час назад, Борман сказал:

Ну да, это причина и следствие.

Это причина по которой не решается статическая задача. Но не следствие.

Следствием является то, что клапан улетает когда прикладываются нагрузки. Нет точки отсчета для неизвестных. Чтобы вычислить перемещения в клапане, нужно шесть точек отсчета. Как минимум шесть точек в которых перемещения равны = 0.

 

[AlexKaz 1,848]

3 часа назад, Orchestra2603 сказал:

Это не решает проблему вырожденности матрицы жесткости, которую нужно обращать.

Речь про статику с опцией inertia relief (принцип Д'Аламбера). Решая чисто динамику без ГУ можно накосяпорить знатно, но в первом приближении сойдёт.

[ДОБРЯК 607]

7 минут назад, AlexKaz сказал:

Решая чисто динамику без ГУ можно накосяпорить знатно, но в первом приближении сойдёт.

Вы не решите динамику без закреплений. Статика это обрезанное уравнение динамики. В явной динамике клапан будет перемещаться как твердое целое. Напряжения = 0.

[Jesse 978]

1 час назад, Борман сказал:

Ну да, это причина и следствие. Но я не видел клапанов, которые висят в воздухе.

Мне не так давно присылали модель насоса, посчитанного в Ансисе. Там там в расчёте ротора на СЧ вал тоже в воздухе висел. И ничего. , посчитал парень. Результат то модальник выдаёт практически всегда. Цифру получил, говорит так надо )

12 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Вы не решите динамику без закреплений. Статика это обрезанное уравнение динамики. В явной динамике клапан будет перемещаться как твердое целое. Напряжения = 0.

Ало.Читайте сообщения выше. Мы решили динамику в пространстве частот, модальной суперпозицией. Обрезав перед этим моды твёрдого тела.

Ало ало.

23 минуты назад, AlexKaz сказал:

Речь про статику с опцией inertia relief (принцип Д'Аламбера). Решая чисто динамику без ГУ можно накосяпорить знатно, но в первом приближении сойдёт.

Inertia relief  это ж как мягкие пружины, ко всем КЭ применяется.

Результат даст, но не физичный)

[Борман 2,396]

40 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Это причина по которой не решается статическая задача. Но не следствие.

Клапан висит в воздухе - причина

Задача не имеет физ. смысла - следствие.

 

[ДОБРЯК 607]

23 минуты назад, Jesse сказал:

Там там в расчёте ротора на СЧ вал тоже в воздухе висел. И ничего. , посчитал парень. Результат то модальник выдаёт практически всегда.

Модальник при расчете на собственные числа подвешивает незакрепленную конструкцию на пружинах. 

Вводится закрепление через пружины. Поэтому правильный результат.

27 минут назад, Jesse сказал:

Ало.Читайте сообщения выше. Мы решили динамику в пространстве частот, модальной суперпозицией. Обрезав перед этим моды твёрдого тела.

Ало ало.

Так вы не обрезайте моды твёрдого тела. Результат будет такой же .

[Jesse 978]

1 минуту назад, ДОБРЯК сказал:

Модальник при расчете на собственные числа подвешивает незакрепленную конструкцию на пружинах. 

Вводится закрепление через пружины. Поэтому правильный результат.

вы сами поняли что написали?))

[Orchestra2603 241]

36 minutes ago, ДОБРЯК said:

В явной динамике клапан будет перемещаться как твердое целое. Напряжения = 0.

Не согласен. "Самоуравновешивающаяся" (простите за такой вольный термин) часть главного вектора создаст НДС внутри. А вот неуравновешенная будет вызвать ускоренное движение как твердого тела. Из-за вознакающих паразитных сил инерции будет еще и дополнительное паразитное НДС. Короче, в общем случае будет и то, и другое.

[AlexKaz 1,848]

32 минуты назад, Jesse сказал:

Inertia relief  это ж как мягкие пружины, ко всем КЭ применяется.

Результат даст, но не физичный)

Вывод неверный.

Это вообще не пружины.

Это принцип Даламбера:)

[Orchestra2603 241]

15 minutes ago, Jesse said:

вы сами поняли что написали?))

Он пытается сказать, что, мол, когда вы решаете модальник без закреплений, то солвер якобы все равно определенные коррекции численно вносит в процессе поиска СЧ, и, мол, это то же самое, что ставить слабые пружинки. Уже был этот разговор раньше на кучу страниц. И я пытался объяснить, что это вообще не обязательно так должно быть, и вполне себе существуют методы факторизации, которые решают задачи на СЧ с вырожденными матрицами без проблем, и ниче невероятного в этом нет.

Короче... Я так не считаю. Если посчитать в Ансис свободно парящую балку на СЧ, а потом посчитать такую же, но с опорами в узловых точках первой формы, то 1я СЧ будет такая же.  Даже если потом половину такой балки с жесткой заделкой по середине посчитать (типа, консоль с длиной  в половину от оригинальной балки), то 1я, 3я, 5я и все остальные нечетные частоты будут одинаковые. Да и с аналитикой по куче контрольных случаев все сходится.

Edited September 12 by Orchestra2603

[Jesse 978]

31 минуту назад, AlexKaz сказал:

Вывод неверный.

Это вообще не пружины.

Это принцип Даламбера:)

ну я и написал "как" в знач. "словно", "наподобие", "аналогично".
 В случае мягких пружин для всех КЭ добавляются пружины, а в случае инерционной разгрузки - ускорение.

[ДОБРЯК 607]

27 минут назад, Orchestra2603 сказал:

определенные коррекции численно вносит в процессе поиска СЧ, и, мол, это то же самое, что ставить слабые пружинки.

Эти коррекции и есть закрепление. Я нигде не написал, что в задаче на собственные числа это слабые пружинки.

[AlexKaz 1,848]

1 час назад, Jesse сказал:

ну я и написал "как" в знач. "словно", "наподобие", "аналогично".

Какие пружины? Это первый курс теормех.

Или второй. В любом случае есть в ANSYS.