Изготовление образца с заданным напряженым состоянием

[NKtest 0]

Наша организация подбирает прибор для измерения механических напряжений, концентрации механических напряжений. Основное назначение - мониторинг МН при производстве МК и термообработке.

Мы нашли несколько отечественных производителей:

1 ИН-5101А <noindex>http://www.encotes.ru/?q=node/25</noindex>

2 ИКН-1М-4 <noindex>http://www.mmmsystem.ru/pages/tsc1m.htm </noindex>

3 StressVision <noindex>http://stressvision.ru</noindex>

Эти приборы основаны на разных принципах и конечно у каждого производителя свой прибор лучший.

Подскажите, есть ли классические расчетные модели, используя которые можно было бы создать стальной образец (Ст3...Ст20) с заданными МН и зонами концентрации МН в цеху предприятия? При этом, уровни и образ распределения МН должны оставаться стабильными длительное время и могли бы быть измерены приборами и сопоставлены с расчетной моделью, полученной методом КЭ в 3D. Образец желательно получить плоский не более 200х200х10 мм, иначе он будет слишком тяжелым. КЭ пакетами не располагаем, требуется помощь.

Заранее спасибо.

[Борман 2 397]

заданными МН

С заданными не получится. Поле напряжений должно удовлетворять определенным уравнениям. Необходимо сузить задачу.

[a_schelyaev 371]

Наша организация подбирает прибор для измерения механических напряжений, концентрации механических напряжений. Основное назначение - мониторинг МН при производстве МК и термообработке.

На практике реализовывали похожий проект, когда определяли НДС нефтехранилища, чтобы потом по найденным точкам расставлять на натуре датчики и мониторить здание.

Потом по показаниям с датчиков уточнялась матмодель.

В том числе решали обратную задачу по обеспечению требуемого уровня переменных в заготовке.

[NKtest 0]

Какая требуется помощь?

Требуется помощь придумать/предложить и реализовать ( к примеру в Ansys) модель с таким набором условий, которые позволят воспроизводить образцы с заданными МН или зонами концентрации МН в цеховых условиях для последующей сверки результатов измерений со значениями теоретической/расчетной модели.

Это может стать неоценимым вкладом в области приборного контроля напряженного состояния не только для нас, но и для многих других специалистов. Приборов выпускают много, но вот проверять достоверность их измерений нечем. Директор требует убедительные аргументы по каждому средству контроля.

[Борман 2 397]

реализовать ( к примеру в Ansys) модель с таким набором условий, которые позволят воспроизводить образцы с заданными МН или зонами концентрации МН в цеховых условиях

Вот честно - вообще не понял фразу. "Модель, которая позволяет воспроизводить образцы..."

заданными МН

Повторяю. Захотеть можно все что угодно, но против природы (и её уравнений) не попрёшь.

Можете примерчик привести, чтоб я понял ?

[NKtest 0]

С заданными не получится. Поле напряжений должно удовлетворять определенным уравнениям. Необходимо сузить задачу.

Можно сузить, вопрос в чем и до какого состояния. Может быть разбить на несколько задач?

Хотелось бы придумать что-то вроде задачи Кирша о растяжении б. пластины ослабленной круглым отверстием. Здесь точно можно посчитать коэф. концентрации МН, но вот нужно обойтись без отверстий, датчики у всех разные по габаритам, есть и ультразвуковой, а там может проявиться краевой эффект.

[Борман 2 397]

но вот нужно обойтись без отверстий

Ну нельзя заставить прямую линию, проходящую через (0,0) и (1,1) заставить пройти через (2,3). Если нужно расределение напряжений как в задаче Кирша, то дырка обязана быть.

[Борман 2 397]

А если поле перемещений будет таким же как с дыркой.

Одними граничными условиями вам не обойтись, вам придется задавать перемещения по внутреннему круглому контуру - это равносильно появлению дырки.

[Борман 2 397]

Но в модели дырки не будет. А ограничений на разбиение мат. модели нет.

А если я запишу уравнения для сил, то сразу задам нужные напряжения.

Моделировать на компе - это искусство. Как говорит мой начальник - "Кому то нравится левой рукой, а кому то правой". Как вы это будете делать в железе ?

[Борман 2 397]

А самый главный вопрос - зачем?

Начните с моделирования чистого сдвига, например...

[NKtest 0]

А самый главный вопрос - зачем?

Начните с моделирования чистого сдвига, например...

Мысль об использовании задачи Кирша высказана как один из возможных вариантов. Есть и другие варианты порождения зон концентрации МН в пластине.

После раздумий, выбрал более реализуемые варианты: 1. поперечного изгиба пластины с двумя симметричными краевыми выточками расположенными с противоположных сторон пластины (Руководство КоКон п. 4.2.2); 2. Полоса с двумя симметричными краевыми трещинами (выточками) при одноосном растяжении. Второй вариант проще реализуется в железе, т.к. можно использовать лабораторные разрывные машины. Эти две модели ведь можно "визуализировать" МКЭ и воспроизвести сопоставимое напряженное состояние в железе?

Что касается чистого сдвига, то смоделировать его можно, но вот на практике сдвиг в чистом виде получить трудно, так как обычно деформация сдвига сопровождается другими видами деформаций и чаще всего изгибом.