Увеличение напряжений при уменьшении размера элемента

[Wise 0]

Здравствуйте!

Считаю фланцевое соединение, рассчитываю тарелку фланца и часть обечайка, нагруженное внутренним давлением и растягивающей осевой силой, приложенной по диаметру болтовой окружности, в осесимметричной постановке. Есть несколько интересующих зон в которых нужно проверить условие прочности. В рассматриваемых зонах происходит увеличение напряжения с уменьшением размера элемента. Пример:

Зона №1 Прямой угол

Размер эл.(мм) : 1,5 1 0,5 0,3 0,1

Напряжение (МПа) : 162 177 211 246 365

Зона №2 Имеется скругление

Размер эл.(мм) : 1,5 1 0,5 0,3 0,1

Напряжение (МПа) : 503 517 562 576 576

Зона №3 Прямой угол

Размер эл.(мм) : 1,5 1 0,5 0,3 0,1

Напряжение (МПа) : 202 288 314 383 585

Зона №2 Имеется скругление

Размер эл.(мм) : 1,5 1 0,5 0,3 0,1

Напряжение (МПа) : 319 336 403 447 484

1. С уменьшением размера элемента должна увеличиваться точность результатов, т.е. график должен стремится к определенной асимптоте. У меня получается постоянное возрастание значений даже в местах где концентратора, прямого угла, нет. Как это можно объяснить и какие результаты нужно принимать для оценки прочности конструкции.

2.Аналогичная ситуация происходит и при использовании 3-х мерной модели из элементов типа Solid 187. Правда в 3-х мерной модели количество уравнений побольше и считать дольше поэтому пример и не привожу ))).

3. Если кто знает подскажите, используя какие методы можно приложить сосредоточенный изгибающий момент, в классическом ANsys 11, к 3-х мерной модели из элементов типа Solid 187 или других элементов типа Solid. Речь идет об изгибе патрубков.

[Fedor 1 601]

Момент можно изобразить парой сил

[Wise 0]

Момент можно изобразить парой сил

Это понятно )),но с этим возникают определенные сложности. Например в точках приложения сил высокие напряжения, хочется от этого уйти.

[Влад. 6]

1. Построй график не от размера элемента а от количества узлов. Напряжения в прямом угле неверны всегда при любом количестве элементов.

2. Аналогичная история.

3. Узлы на фланце соедини с одним центральным узлом посредством CERIG. Предваирительно нужно создать этот свободный узел и элемент MASS21 в нем. Момент и силу прикладывают к этому узлу.

Посмотри на рис. 5 (имитация отброшенных частей)

<noindex>http://www.procae.ru/gallery-of-works/21-a...tml#addcomments</noindex>

[Борман 2 377]

<noindex>http://www.procae.ru/gallery-of-works/21-a...tml#addcomments</noindex>

Как строить такие сетки ? Научите. Похоже на картинку из Гипермеша. Нет ?

[Fedor 1 601]

Это понятно )),но с этим возникают определенные сложности. Например в точках приложения сил высокие напряжения, хочется от этого уйти.

Просто не обращайте внимания, или приделайте стерженек какой-нибудь

[Wise 0]

1. Построй график не от размера элемента а от количества узлов. Напряжения в прямом угле неверны всегда при любом количестве элементов.

Построил график. Получил приближение к асимптоте, но размер элементов пришлось уменьшать до 0,06 мм и узлов при этом 556324 узлов.И напряжение выросли, если сравнивать размер элимента 1 мм и 0,06, очень значительно (232 и 272 соответственно) на 40 МПа. И времени на расчет требуется тоже прилично, а это только осисиметричная. А что будет с 3D даже думать боюсь.

По какому критерию можно определить нужно ли продолжать увеличение количество узлов и т.д????

3. Узлы на фланце соедини с одним центральным узлом посредством CERIG. Предваирительно нужно создать этот свободный узел и элемент MASS21 в нем. Момент и силу прикладывают к этому узлу.

Спасибо большое!

Изменено 24 декабря 2009 пользователем Wise

[Влад. 6]

По какому критерию

Рекомендуют делать не меньше 4х элементов на четверть круга. Отцы из ЦНИИМАШа так записали в "Нормы прочности ЖРД".

Но, если серьезно, то нужно знать насколько деталь ответсвенна, как она нагружена в жизни (статика, динамика) из этих соображений назначается запас по прочности/текучести, предельной амплитуде, ресурса.

Еще момент. Мельчи сетку в концентраторах, т.е. локально а не по всей модели.

[Wise 0]

Рекомендуют делать не меньше 4х элементов на четверть круга. Отцы из ЦНИИМАШа так записали в "Нормы прочности ЖРД".

нужно знать насколько деталь ответсвенна, как она нагружена в жизни (статика, динамика) из этих соображений назначается запас по прочности/текучести, предельной амплитуде, ресурса.

Дело в том, что все эти моменты уже учтены. Выбранны необходимые допускаемые напряжения.Дело за качественной интерпритацией результатов.Если делать 4 элемента то значение напряжения на скруглении радиусом 1,5мм , уже приблизилось к асимптоте. А вот на скруглении радиусом 5 мм, для того что бы значение напряжения приблизилось к асимптоте, нужно уже 61 элемент. Получается если оценивать прочность конструкции по значениям которые наиболие близки к асимптоте,то допускаемые превышены. Из этого можно сделать вывод о необходимости изменения конструкции или всетаки можно еще как-нибуть проверить?

Если значения в угле не верны всегда, значит оценить величену напряжений нельзя вовсе и эту зону нужно исключать из рассмотрения.А вслучае важности этой зоны обезательно вводить скругление для оценки прочности.

Еще момент. Мельчи сетку в концентраторах, т.е. локально а не по всей модели.

Конечно, если мельчить все модель это уж совсем .... фанатизм)))

[Islander 2]

(232 и 272 соответственно) на 40 МПа

Если не трудно, можете привести рисунок модели (с сеткой и гр. условиями). Настораживают 15% возрастание напряжений.

***

Убрал вопрос про радиуса (увидел выше). Но! Радиус - это концентратор, что за допускаемые напряжения в концентраторе? Оценивйте по МЦУ.

[Wise 0]

Если не трудно, можете привести рисунок модели (с сеткой и гр. условиями). Настораживают 15% возрастание напряжений.

***

Убрал вопрос про радиуса (увидел выше). Но! Радиус - это концентратор, что за допускаемые напряжения в концентраторе? Оценивйте по МЦУ.

Радиус 5мм для приведенных цифр(232-272)

Да оценка идет в том числе и по МЦУ.Но в рассматриваемой зоне необходимо так же произвести оценку и по группе напряжений которые в ПНЭГ-002 обозначается как SIGMA R( Максимальный размах приведенных напряжений, определяемых по суммам составляющих, общих или местных мембранных, общих и местных изгибных, общих температурных напряжений и напряжений компенсации в оборудовании.)

На счет рисунка. Не подскажите как его добавить???)))

Изменено 25 декабря 2009 пользователем Wise

[Islander 2]

Радиус 5мм для приведенных цифр(232-272)

Да оценка идет в том числе и по МЦУ.Но в рассматриваемой зоне необходимо так же произвести оценку и по группе напряжений которые в ПНЭГ-002 обозначается как SIGMA R( Максимальный размах приведенных напряжений, определяемых по суммам составляющих, общих или местных мембранных, общих и местных изгибных, общих температурных напряжений и напряжений компенсации в оборудовании.)

На счет рисунка. Не подскажите как его добавить???)))

Да просто добавить. Нажимаете "Ответить" (не быстрый ответ). Внизу прикрепление файлов - выберите файл, загрузить и вуаля, вот картина, вот модель, справа я. :)

Доб.: И это... Приведенные напряжения они вроде того, без учета концентратора берутся.

[Влад. 6]

уже 61 элемент. Получается если оценивать прочность конструкции по значениям которые наиболие близки к асимптоте,то допускаемые превышены. Из этого можно сделать вывод о необходимости изменения конструкции или всетаки можно еще как-нибуть проверить?

Если значения в угле не верны всегда, значит оценить величену напряжений нельзя вовсе и эту зону нужно исключать из рассмотрения.А вслучае важности этой зоны обезательно вводить скругление для оценки прочности.

61 элемент на 5 мм это ООЧЕНЬ много. Может ты что-то делаешь не так. Действительно приведи картинки.

Допустимые напряжения как относятся к пределу текучести и прочности?

Посмотри еще в этом месте главные напряжения. Может быть в этом месте сжатие, а оно менее опасно чем растяжение.

Также обращается внимание на объем той области которая по напряжениям выходит за допустимые уровни, т.е. насколько этот всплеск локален.

В случаях когда запасы меньше нормируемых рекомендуют определять запас по нагрузкам.

[Wise 0]

Общий вид расчетной модели,размер элемента 1 мм.

Распределение напряжений в рассматриваемой зоне с размерам элемента 1мм.

Количество элементов,размером 1мм, на скруглении.

Распределение напряжений в рассматриваемой зоне с размерам элемента 0,06мм.

Количество элементов,размером 0,06мм, на скруглении.

[Влад. 6]

Верхняя сетка грубовата, нижняя черезчур мелкая.

Кроме давления ты прикладываешь силу. Так вот, как ты ее прикладываешь, к узлу? Положение этого узла одинаково при разных густотах сетки? Сравни результирующие моменты и силы для разных сеток (List>Results>Reaction доступно после расчета).

[Wise 0]

Верхняя сетка грубовата, нижняя черезчур мелкая.

Кроме давления ты прикладываешь силу. Так вот, как ты ее прикладываешь, к узлу? Положение этого узла одинаково при разных густотах сетки? Сравни результирующие моменты и силы для разных сеток (List>Results>Reaction доступно после расчета).

Силу прикладываю в точке.

Реакция опоры в точке.

Размер элемента 1мм:

Fx=0.1908e6

Fy=0.2051e6

F=0.2801e6

Размер элемента 0,06мм:

Fx=0.1857e6

Fy=0.1955e6

F=0.2696e6

Что-то не совсем понятно какие можно сделать выводы(((

[Влад. 6]

Посмотри еще разницу по моментам.

Различие говорит о том, что модели нагружены по разному, а значит напряжения тоже будут отличаться.

[Wise 0]

Посмотри еще разницу по моментам.

Различие говорит о том, что модели нагружены по разному, а значит напряжения тоже будут отличаться.

Странно, как модели могут быть нагружены по разному,если давление,сила и граничные условия все приложены к твердотельной модели.Я просто меняю размер элемента и перебиваю.Все нагрузки остаются постоянные. Я еще раз проверю, может действительно что-то не так. Спасибо вам большое!!!!

[Борман 2 377]

нагружены по разному

Кстати да.. в осесимметричных моделях надо аккуратно с осевой нагрузкой.

[Влад. 6]

Возможно, даже скорей всего, в модели нет ошибок при задании нагрузок. А разница в реакциях связана именно с дискретизацией.