Про длительность шага

[N_N_K 0]

Всем здравствуйте!

Решаю задачу в Explicit. Задаю 2 шага: на первом модель - труба из оболочек - закреплена на обоих концах, заданы нагрузки. На втором шаге граничное условие на одном из концов убирается - происходит отрыв трубы. Таким образом, первый шаг дает напряженное состояние перед отрывом. Я заметил, что длительность первого шага влияет на результат. Например, длительность 1 секунда: на 0.5 сек (т. е. в середине шага) макс. эквив. напряжение около 100 МПа в гибе трубы, на 1 сек (в конце шага) напряжение 145 МПа около одной из заделок. Если длительность шага 2 секунды: на 0.5 сек (т. е. четверть шага) макс. эквив. напряжение около 80 МПа в гибе трубы (но уже в другом), на 1 сек (в середине шага) напряжение 95 МПа в гибе, на 2 сек (в конце шага) напряжение 145 МПа в гибе - и этот результат близок к статическому. Нагрузки приложены мгновенно в начале шага (т. е. instantaneous). Мне казалось, что решения с бОльшими шагами должны содержать в себе все решения с меньшими шагами. Но получается как-то не так. В чем может быть дело, где я ошибаюсь? Спасибо, если уделите внимание.

[Stas_Shche 0]

Всем здравствуйте!

Решаю задачу в Explicit. Задаю 2 шага: на первом модель - труба из оболочек - закреплена на обоих концах, заданы нагрузки. На втором шаге граничное условие на одном из концов убирается - происходит отрыв трубы. Таким образом, первый шаг дает напряженное состояние перед отрывом. Я заметил, что длительность первого шага влияет на результат. Например, длительность 1 секунда: на 0.5 сек (т. е. в середине шага) макс. эквив. напряжение около 100 МПа в гибе трубы, на 1 сек (в конце шага) напряжение 145 МПа около одной из заделок. Если длительность шага 2 секунды: на 0.5 сек (т. е. четверть шага) макс. эквив. напряжение около 80 МПа в гибе трубы (но уже в другом), на 1 сек (в середине шага) напряжение 95 МПа в гибе, на 2 сек (в конце шага) напряжение 145 МПа в гибе - и этот результат близок к статическому. Нагрузки приложены мгновенно в начале шага (т. е. instantaneous). Мне казалось, что решения с бОльшими шагами должны содержать в себе все решения с меньшими шагами. Но получается как-то не так. В чем может быть дело, где я ошибаюсь? Спасибо, если уделите внимание.

Для моделирования статической нагрузки надо пользоваться амплитудой вида Smooth и проверить баланс энергий: кинетическая должна быть не больше 10% от внутренней. Исходя из этого подберется время шага первого.

А пока ты просто ударно нагружаешь трубу, и по ней напряжения начинает расходиться волнами (труба начинает вибрировать) - от этого и расхождение в напряжениях в разное время.

Изменено 12 марта 2012 пользователем Stas_Shche

[Konstantin308 0]

Здесь в преднагружении нужно статический тип использовать. Зачем преднагружать в явной процедуре?

[N_N_K 0]

Благодарю за совет! Возникает еще один вопрос.... насчет энергии. В чем может быть причина невыполнения условия баланса? Сейчас у меня получается, что полная энергия неограниченно убывает, возрастает работа внешних сил. По сравнению с изменениями этих параметров изменением внутренней энергии вообще можно практически пренебречь...

Здесь в преднагружении нужно статический тип использовать. Зачем преднагружать в явной процедуре?

А как это можно сделать? Шаг explicit не ставится за шагом implicit. Воспользоваться продолжением задачи implicit (тем, что называется transferring results between Abaqus/Standard - Abaqus/Explicit) не удается, т. к. используется заданное поле температуры.

[Konstantin308 0]

Вот это интересно. Надо посмотреть с температурой. То есть на втором шаге задано распределение температуры?

А два Predefined Fields что не дает задать? (одно по температуре, другое по НДС)?

[N_N_K 0]

Вот это интересно. Надо посмотреть с температурой. То есть на втором шаге задано распределение температуры?

А два Predefined Fields что не дает задать? (одно по температуре, другое по НДС)?

В шаге initial задано нулевое поле температуры. В первом расчетном шаге (тем, что за initial) это поле меняется - таким образом задается изменение температуры, в соответствии с которым рассчитываются тепловые деформации. Odb, в которой учтены температурные деформации (если только это не связанный термо-механический расчет), нельзя "вчитать" в другую задачу. Если задавать два Predefined Fields, то НДС можно "вчитать" из файла, но температуру придется задавать в динамическом шаге, что равносильно преднагружению в нем же (если я правильно вас понял).

[Konstantin308 0]

Не понял пока сути. По мне так не равносильно. А можно инпушник посмотреть?

[N_N_K 0]

Да, пожалуйста. Там еще .cae.

dynamic_step.rar

[Konstantin308 0]

У вас задана опорная температура на регионе 20 градусов. Никаких температурных деформаций в этом случае не должно быть, просто ваша конструкция изначально имеет такую температуру.

Также если бы вы вводили каке-то распределение по поверхности или объему - это было бы просто начальное условие.

Если нет температурных ГУ или свойств среды, то ничего не будет греться или остывать.

Если хочеться посмотреть явную динамику конструкции, которая нагрелась и как -то сдеформировалась под действием температуры и силы тяжести, то нужно сначала посчитать сопряженную задачу. Потом это НДС подцепить в динамику (можно теми же Predefined fields) и считать динамику.

Я так понимаю.

[N_N_K 0]

Не соглашусь. В "начальном шаге" (initial) с помощью predefined field задана начальная температура 20 градусов. В первом шаге значение этого predefined field меняется на 250 градусов. Данной разницы в температуре достаточно, чтобы посчитать НДС, возникающее от теплового расширения материала (при заданном коэффициенте теплового расширения). При этом нет необходимости решать связанную задачу с нагревом и распространением тепла. Нужны просто "дельта Т" и коэффициент теплового расширения. Постановка coupled temperature displacement - единственная, которая позволяет подцеплять в explicit решение, содержащее в себе температурные поля. Но мне не хочется пока с ней связываться, поскольку моя задача проще.

[Konstantin308 0]

Ок, вам виднее, что вы там считаете. По своему опыту скажу, что устаканить волны напряжений, которые будут гулять после явного шага преднагружения, будет трудно. Можно попытаться задемпфировать все напрочь, но по-моему мне это не помогало. Тут видимо выход один - первый шаг считать долго по времени, со сглаженной амплитудой как Stas_Shche говорил. Если задача нетяжелая - то можно и так.

[N_N_K 0]

Благодарю за советы. Оказывается приемлимым выбрать время шага преднагружения, равное периоду колебаний по первой форме. В течение всего шага нагрузки возрастают по амплитуде типа smooth step. При этом НДС в конце шага близко к статическому.