Температура модели

[T-O-R 1]

Хотелось бы посмотреть какие нагрузки возникают если температура окружающей среды например 50 С. Есть у меня такая стальная загагулина:

<noindex></noindex>

Если провести просто статический анализ без задания температур, то вот такой результат:

<noindex></noindex>

Если задать температуру (температура модели: 50 С; температура отсчета: 0 С), то вот такой результат:

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

Неужели 50 С так сильно влияют на результат? Разница в миллион! Что делаю не так?

Не совсем понимаю «температуру отсчета», почитал я в хэлпе, понял одно, если «температура модели» = «температуре отсчета», то получим результат такой же если не создавали температуру вообще. Может тут собака и зарыта?

Как провести анализ для различных температур окружающей среды?

[SVB 188]

T-O-R, для вашего примера изменение температуры не должно влиять на действующие напряжения в балке, кроме самого места закрепления. Если все 6 степеней свободы в месте закрепления фиксированы, то считайте, что поперечное сечение квадратной балки такое закрепление не даёт расширяться при увеличении температуры. И потому, вероятно, в балке в зоне (в сечении) закрепления при этом будут повышенные напряжения. При изменении температуры изменятся только допускаемые напряжения, а не действующие. Конечно, для температуры 50°С изменения небольшие, если балка металлическая. Вам приходилось изучать сопромат в ВУЗе или вы пытаетесь изучать НДС при помощи софта? При другой исследуемой конструкции, к примеру, с более разветвлённой с несколькими фиксирующими местами, а не одной заделкой так называемый нагрев и, соответственно, удлинение фрагментов конструкции приведёт к изменению напряжений. Разумеется, если дополнительные закрепления не дают свободно расширяться/сужаться конструкции балки.

[T-O-R 1]

SVB, так полученный мною результат не верен? Я в ВУЗе разбираюсь с про/механикой.

T-O-R, для вашего примера изменение температуры не должно влиять на действующие напряжения в балке, кроме самого места закрепления. Если все 6 степеней свободы в месте закрепления фиксированы, то считайте, что поперечное сечение квадратной балки такое закрепление не даёт расширяться при увеличении температуры. И потому, вероятно, в балке в зоне (в сечении) закрепления при этом будут повышенные напряжения.

Да, 6 степеней свободы фиксированы. Вышло так что при 50 С все напряжение "перетекло" поближе к месту закрепления, как вы и писали. Отмечу что напряжение "перетекло" поближе к месту закрепления, но не находиться именно в нем. Вот только проблема, напряжение выросло в миллион раз.

<noindex></noindex>

При изменении температуры изменятся только допускаемые напряжения, а не действующие. Конечно, для температуры 50°С изменения небольшие, если балка металлическая.

То есть нужно проводить анализ без создания тепловой нагрузки, а потом при получении результатов нужно учесть что свойство материалов изменилось?

Зачем тогда в ПроЕ есть возможность тепловой нагрузки? И как им пользоваться?

[SVB 188]

Если ваша конструкция работает при температурах, отличный от комнатных, т.е. имеются температурные нагрузки а также на конструкцию накладываются силовые нагрузки, то необходимо вначале выполнить температурный анализ, а затем этот анализ передавать как систему нагрузок непосредственно в силовой расчет в Pro/Mechanic'е. Т.е. делаются два расчёта последовательно. При температурной нагрузке напряжения перетекли к месту закрепления потому что вы заневолили на все 6 степеней свободы ВСЮ ПЛОЩАДКУ поперечного сечения балки. Попробуйте внутри этой площадки выделить гораздо меньшую площадку для тех же закреплений (путём создания поверхности в Pro/E) и вы увидидите, как характер напряжений изменится. Вообще надо научиться накладывать нагрузки и закрепления грамотно. Всё взаимосвязано. Попробуйте в заделке уменьшить фиксацию по двум направлениям в плоскости поперечного сечения, оставив только фиксацию по оси, перпендикулярной поперечному сечению. А недостаток в определённости компенсируйте какими-то другими закрепления. К примеру, сделайте скользящее закрепление по поверхностям балки, идущим вертикально. Это должно убрать скачок напряжений в зоне заделки. Это для общего понимания.

[T-O-R 1]

Что касается способа закрепления, то мне каежтся это не важно в данном случае. Ладно бы если напряжения резко возрасли в кромках закрепления или в какой нибудь другой сингулярности, но тут напряжение вырасло в миллион раз в 1/3 всего тела. То есть напряжение растет из-за созданной нагрузки.

Я тут вычитал что "температура отсчета" можно назвать "температурой окружающей среды".

Если у нас кусок железа, который находится в помещении с какой то температурой, то со временем он примет эту температуру, верно? Я хочу посомтреть как изменятся напряжения при разной температуре помещения.

Исходя их этой логики, то что я сделал выше не верно, так как "температура отсчета" была равна 0 С, а "температура модели" = 50 С. То есть железяку как то грели.

Но вот что интересное, как я писал выше, если «температура модели» = «температуре отсчета», то получим результат такой же если не создавали температуру вообще. Но все равно не может быть чтобы «температура модели» = «температуре отсчета» = 3000 С, и напряжение ни сколько не изменилось.

Как мне посомтреть напряжения возникающие в теле при разной температуре окружающей среды?

[SVB 188]

Что касается способа закрепления, то мне каежтся это не важно в данном случае.

Когда кажется креститься надо. Надо точно знать. Вы же заневоливаете всё поперечное сечение балки в месте закрепления — не даете ему расширяться при изменении температуры!

Но вот что интересное, как я писал выше, если «температура модели» = «температуре отсчета», то получим результат такой же если не создавали температуру вообще.

Об этом я и писал ранее.

[T-O-R 1]

Вы же заневоливаете всё поперечное сечение балки в месте закрепления — не даете ему расширяться при изменении температуры!

Убидили, сделал регион для закреления и провел статический анализ:

<noindex></noindex>

Также ради эксперимента тут же в механике задал температурную нагрузку и провел анализ:

<noindex></noindex> <noindex></noindex>

Если ваша конструкция работает при температурах, отличный от комнатных, т.е. имеются температурные нагрузки а также на конструкцию накладываются силовые нагрузки, то необходимо вначале выполнить температурный анализ, а затем этот анализ передавать как систему нагрузок непосредственно в силовой расчет в Pro/Mechanic'е.

Температурный анализ. Создал "заданная температура" = 50 С, "тепловая нагрузка" = 0 (без тепловой нагрузки анализ не делался).

<noindex></noindex> <noindex></noindex>

Механический анализ. Вставил тепловой анализ ("температура отсчета" = 0) в механический и провел анализ.

<noindex></noindex> <noindex></noindex>

Вывод. Результат вышел точно такой же как если создать температурную нагрузку прямо в механики и не проводить тепловой анализ. Если при вставке температурного анализа поставить "температура отсчета" = 50 С, то результат будет такой же, если провести просто статический анализ без температуры вообще.

Итого:

1) То что вы сказали сделать для закрепления регион, полезная вещь - напряжения локализовались у закрепления и не лезут по самой детали.

2) Результаты анализа если создавать температуру прямо в механике, или же специально делать для этого тепловой анализ (указав там только температуру объекта), оказались одинаковыми.

3) Так что такое "температура отсчета"? Где то ее назвали температурой окружающей среды, так ли это?

4) Если "температура отсчета" тоже самое что и температура окр. среды то мне нужно делать "температуру отсчета" равной "температуре модели"? Я ведь хочу посомтреть как буду распределяться нагрузки в теле, которое имеет температуру окружающей среды. Чему должна быть равена "температура отсчета"?

[Борман 2 389]

Не совсем понимаю «температуру отсчета», почитал я в хэлпе, понял одно, если «температура модели» = «температуре отсчета», то получим результат такой же если не создавали температуру вообще. Может тут собака и зарыта?

Температурная задача теории упругости связана с изменением температуры, а не с ее абсолютным значением.

Логика такая. Если деталь собиралась в нормальных условиях (20 град), а вы исследуете при температуре 50 град, то ваш перепад - 30 град.

Можете задавать температуру отсчета - 0, а температуру железки +30

Или 20 и 50. Разницы не будет.

Разница в миллион!

дело в этом

Да, 6 степеней свободы фиксированы.

Как не бывает прямых углов, так не бывает и жесткой заделки. :)

Еще скажу. Если ваша конструкция будет свободна (слабо закреплена), то напряжений от температуры не будет вообще. Оно у вас и получилось вдали от заделки.

[T-O-R 1]

Если «температура модели» = «температуре отсчета», то получим результат такой же если не создавали температуру вообще. Может в это истина и есть? Напряжение не должно меняться? Но тогда странно, если я сделаю температуру окр среды и тела 1000 С, то это должно отразиться на свойствах материала (на коэф. Пауссона, на модуле Юнга), следовательно и на напряжениях.

При изменении температуры изменятся только допускаемые напряжения, а не действующие.

То есть если кор. среда 0 С или 500 С, в результате анлиза будут одни и теже напряжения? Тогда в чем смысл теплового анализа в ПроЕ?

[SVB 188]

1) То что вы сказали сделать для закрепления регион, полезная вещь - напряжения локализовались у закрепления и не лезут по самой детали.

Это лишь показывает то о чем я писал. Вы заневоливали сечение заделки и не давали ему свободно расшириться.

2) Результаты анализа если создавать температуру прямо в механике, или же специально делать для этого тепловой анализ (указав там только температуру объекта), оказались одинаковыми.

Читайте внимательно. Под температурным расчетом понимают несколько более сложное температурное нагружение, чем ваши изыски. Задаются тепловые потоки. Вы, похоже, кроме температуры не представляете других тепловых нагрузок. Теорию теплообмена уже изучали или как? Знаете, что такое коэффициент теплоотдачи, в чём он измеряется? К примеру: случаи выделения тепла (как в ЦП компьютера) охлаждение конструкции за счёт омывания воздухом или жидкостью. За счёт неравномерных температурных полей в конструкции возникают термические напряжения. Именно про эти термические напряжения я писал, когда упоминал про передачу термических нагрузок в силовой расчёт Про-Механики. А в случае, когда равномерно нагревается конструкция дополнительные напряжения возникают только у неграмотных конструкторов, которые заневоливают в нескольких местах конструкцию, не давая ей свободно расширяться при равномерном нагреве конструкции. К примеру, попробуйте у той же конструкции на противоположном торце балки сделать такую же заделку. Цветовая палитра напряжений должна быть весёленькая.

То есть если кор. среда 0 С или 500 С, в результате анлиза будут одни и теже напряжения? Тогда в чем смысл теплового анализа в ПроЕ?

Вопрос простительный только для студента не изучающего теорию теплообмена...

Смысл в том, что НЕРАВНОМЕРНЫЕ температурные нагрузки приводят к температурным напряжениям, а также к температурным деформациям. Грамотный конструктор должен минимизировать эти напряжения и деформации. В любом случае, их надо передавать в силовой расчёт.

[T-O-R 1]

Борман, так как посоветуете решить мою задача?

Есть деталь, к ней приложена нагрузка. Нужно узнать какие напряжение возникают в детали при разных температурах окружающей среды.

Какие ставить значения "температуры отсчета" и "температуры модели"? "температуры модели" -

это температура при которой была собрана деталь? "температуры отсчета" - температура окр. среды?

SVB, "Смысл в том, что НЕРАВНОМЕРНЫЕ температурные нагрузки приводят к температурным напряжениям". То есть тело равномерно прогрето до температуры Х и окр серда равномера и имеет ту же температуру Х, то напряжения в теле будут равны если Х = 0 С или Х = 200 С ?

[Борман 2 389]

Смысл в том, что НЕРАВНОМЕРНЫЕ температурные нагрузки приводят к температурным напряжениям, а также к температурным деформациям.

Температурные деформации возникают в любом случае, а вот напряжения не всегда. Верно сказано про неоднородное поле температур. Если поле однородно, то надо смотреть на граничные условия. В вашем случае равномерный прогрев до любой температуры не приведет к появлению напряжений.

"температуры модели" -

это температура при которой была собрана деталь? "температуры отсчета" - температура окр. среды?

Наоборот. Только вы должны быть уверены, что температура модели совпадает с температурой окр. среды. Зачастую это так.

Для очистки совести решите задачи отдельно. Отдельно от силы, и отдельно от температуры. Результаты сложите. И увидите вклад каждого фактора.

Очень большое влияние на напряжения оказывает способ заделки. С этим нужно врегда аккуратно, иначе получите концентраторы, которых нет в реале.

[SVB 188]

T-O-R, твою задача проста как дважды три. Просто надо немного логично мыслить. Чем у вас формируется заделка? Какой конструкцией? Разве она не расширяется также, как само поперечное сечение балки? Оно имеет ДРУГУЮ температуру. Разве оно выполнено из материала с другим коэффициентом линейного расширения?

[T-O-R 1]

Температурные деформации возникают в любом случае, а вот напряжения не всегда.

А где можно посмотреть эту деформацию? Я провел статический анализ без задания какой-либо температуры и с температурой ("температура отсчета" = "температура модели" = 1000 С), деформация в обоих случая была одинакова.

В вашем случае равномерный прогрев до любой температуры не приведет к появлению напряжений.

Ясно, равномерный прогрев не приводит к появлению напряжений. Но хочу поставить один акцент, выяснение какие напряжения возникнут в теле от температуры не является целью. Хочется проследить как влияет температура на поведение тела к которому приложена нагрузка (например удар).

Например есть стальная пластина, которая лежит между двух "табуреток" и на нее давят по середине. Несомненно будет различный результат если эта пластина находится в помещении 20 С, или же 500 С. В чем скажется это различие, и как его проследить в ПроЕ?

Чем у вас формируется заделка? Какой конструкцией?

Например пример выше, никакой конструкции нет. Как ведут себя "табуретки" не интересно. Интересно посмотреть разницу поведения пластины при разных температурах.

[Борман 2 389]

температурой ("температура отсчета" = "температура модели" = 1000 С), деформация в обоих случая была одинакова.

Я же говорю, теория построена на изменении температуры, а не наабсолютном значении. В этом случае нет температурной нагрузки.

Хочется проследить как влияет температура на поведение тела к которому приложена нагрузка (например удар).

Если вы намекаете на изменение свойств, то я не знаю что вам ответить. Надо смотреть что там в программе наворочено.

Несомненно будет различный результат если эта пластина находится в помещении 20 С, или же 500 С. В чем скажется это различие, и как его проследить в ПроЕ?

Полагаю, что изменение св-в от температуры надозадавать отдельно.

[EIV 59]

<noindex>http://learningexchange.ptc.com/tutorials/...b_product_id:16</noindex>

Может посмотреть для начала

[SVB 188]

Интересно посмотреть разницу поведения пластины при разных температурах.

Вся ваша проблема лежит в задании соответствующих температуре модуля упругости и коэффициента Пуассона. Модуль упругости от температуры зависит сильно (если при температурах заметно выше 100С), а коэффициент Пуассона, вроде нет. Поэтому поищите, как в Pro/E задать параметрически эти данные от температуры. Вот и всё. Это касается расчетной модели, которая висит в воздухе и свободно расширяется при изменении температуры и вопрос стоит только о различной однородной в среде температуре.

[T-O-R 1]

EIV, спасибо конечно, но не подходим, они просто показывают примеры работы в тепловом режиме

Полагаю, что изменение св-в от температуры надозадавать отдельно.

Всмысле менять свойства материала, расчитать какими будут коэф. Пауссона и модуль Юнга. Да вот только как?

T-O-R, для вашего примера изменение температуры не должно влиять на действующие напряжения в балке, кроме самого места закрепления. Если все 6 степеней свободы в месте закрепления фиксированы, то считайте, что поперечное сечение квадратной балки такое закрепление не даёт расширяться при увеличении температуры. И потому, вероятно, в балке в зоне (в сечении) закрепления при этом будут повышенные напряжения. При изменении температуры изменятся только допускаемые напряжения, а не действующие.

Голова свежая, решил перечитать все, пришел к выводу что мне сразу ответил SVB на мой вопрос.

Вот только как расчитать эти допустимые напряжения?

Пока писал предыдущее сообщение вы ответили.

Вся ваша проблема лежит в задании соответствующих температуре модуля упругости и коэффициента Пуассона. Модуль упругости от температуры зависит сильно (если при температурах заметно выше 100С), а коэффициент Пуассона, вроде нет. Поэтому поищите, как в Pro/E задать параметрически эти данные от температуры. Вот и всё. Это касается расчетной модели, которая висит в воздухе и свободно расширяется при изменении температуры и вопрос стоит только о различной однородной в среде температуре.

Все верно!

Вот как раз я это и искал в ПроЕ, но не нашел. Поэтому сейчас хочу найти как вручную посчитать как измениться модуль Юнга и заменить свойства материала.

[SVB 188]

Голова свежая, решил перечитать все, пришел к выводу что мне сразу ответил SVB

Тяжело объяснить человеку, если он этому сопротивляется...

Вот только как расчитать эти допустимые напряжения?

Вижу, что и сопромат вы ещё не одолели, а уже перешли к Pro/Mechanic'е...

Допустимые напряжения не рассчитываются. Во многих отраслях есть свои нормативные документы, в которых определяются коэффициенты запаса от напряжения текучести и от временного сопротивления (предел прочности при разрыве). Найдите марочник стали, их в интернете полно. Там обычно указываются вышеописанные напряжения при различных температурах. Ну а коэффициенты запасы — это уже лежит на отраслевых нормативах или на ответственности конкретного конструктора, если его изделие не лицензируется в нормативных органах. Более точные и подробные данные по зависимостям напряжений от температуры, чем в марочниках, можно получить в различных ТУ на конкретные сортаменты материалов (листы, трубы и т.д.).

[EIV 59]

<noindex>http://twt.mpei.ac.ru/TTHB/1/Tab-5-5-8-2-3-Young-Modul.html</noindex>