Разбираю Simulation

[Evgeny-jako 0]

Помогите разобраться!

Начинаю изучение Simulation.

Подбираю сечение профиля для стола,на который действует равномерная нагрузка в 6т.

При моделировании стола обычной конфигурации сетка создается без проблем, но, при добавлении усиливающих элементов, выдает ошибку.

Считаю на потерю устойчивости.И правильно ли я делаю, что во "Внешние нагрузки" я задаю "Сила", а не "Давление" или "Сила тяжести"

[nev_a 0]

А Вы не думаете, что стоило бы применительно к Вашей задачи, при создании сетки использовать балочные элементы. Посмотрите в вкладку в основном меню Simulation-Справка-Учебные пособия. Там много примеров, в том числе и с конструкциями из балок и стержней.

Вы же, судя по вложенным картинкам используете сетку на твёрдом теле. ЭВМ, в этом случае, тяжело обработать такую прорву конечных элементов.

P.S. Я сам только разбираюсь в этом вопросе, но думается, что я прав.

[Evgeny-jako 0]

А Вы не думаете, что стоило бы применительно к Вашей задачи, при создании сетки использовать балочные элементы. Посмотрите в вкладку в основном меню Simulation-Справка-Учебные пособия. Там много примеров, в том числе и с конструкциями из балок и стержней.

Вы же, судя по вложенным картинкам используете сетку на твёрдом теле. ЭВМ, в этом случае, тяжело обработать такую прорву конечных элементов.

P.S. Я сам только разбираюсь в этом вопросе, но думается, что я прав.

Спасибо! :) но чет там ошибок кучу выдает разных :(

В общем нужен стол,выдерживающий нагрузку в 6000кг....

Мож в какой другой проге его удобней посчитать будет? :(

[Evgeny-jako 0]

Подскажите пожалуйста,правильно ли я вообще считаю:

-статическое исследование->Внешняя нагрузка-сила тяжести+сила в 6000 kgf.

Смущает высокая деформация от собственного веса. :(

[nev_a 0]

Подскажите пожалуйста,правильно ли я вообще считаю:

-статическое исследование->Внешняя нагрузка-сила тяжести+сила в 6000 kgf.

Смущает высокая деформация от собственного веса. :(

С чего Вы взяли, что у Вас "высокая деформация"?

Во-первых, те эпюры, что у Вас отображены на экране после расчётов, отображены с неким масштабным коэффициентом. Если во вкладке Результаты два раза щёлкнуть левой кнопкой мыши, по интересующей эпюре, то Вы увидите появившуюся вкладку "Деформированная форма", где и указан этот масштабный коэффициент. Если поставить флажок напротив "Точная шкала", то у Вас всё будет отображаться 1:1, и Ваш стол не будет выглядеть как "пластилиновый". Сами значения деформаций отображены численно, в графике, и как Вы видите они не являются большими (обратите внимание, что деформация-это безразмерная величина).

Масштабный коэффициент введён для наглядности, чтоб пользователю яснее были видны изменения в модели под действием нагрузок.

Во-вторых, вероятно, Вас интересует не Деформация, а Перемещение, посмотрите на их эпюру (в соответствующем направление, конечно). И советую посмотреть эпюру напряжений.

И до кучи, обратите внимание на предупреждение Solid в окне модели детали "Проба", там восклицательный знак, возможно что-то неверно.

[Evgeny-jako 0]

Спасибо огромное :) С масштабом понял :)

А вот для правильного подбора профилей сечений элементов каркаса опираться лучше на результаты статического расчета или расчета на потерю устойчивости? (максимальные перемещения значительно различаются: 5,679мм и 0,2013мм

А вот шкалы деформации и напряжений совсем исчезли О_о

"!" стоял из-за переопределенного чернового эскиза :)

[Evgeny-jako 0]

И можно ли как-нидь выйти на методику расчетов подобных конструкций "ручками", как делали наши дедушки без наличия ЭВМ? Посоветуйте пожалуйста какую-нидь литературу, либо методику расчета :)

[nev_a 0]

Касательно статического расчёта (проверку на потерю устойчивости в Simulation я пока сам не изучал):

Я думаю при расчёте руководствоваться стоит максимальными действующими напряжениями, а перемещения рассматривать больше как справочную информацию.

В общем случае, упрощённо, принцип такой:

1. Находишь максимальные действующие напряжения на опасных участках.

2. Сравниваешь с допустимыми значениями.

Допустимые напряжения в зависимости от решаемой задачи могут быть разными. Вам, вероятно, подойдут допустимые напряжения на изгиб для соответствующей марки стали (материала).

Максимальные значения напряжений, как я понимаю, Вы получили в Simulation. Сравниваете их с допустимыми. Оцениваете. Теоретически, в случае если они меньше допустимых, то всё ОК, если нет-меняйте профиль или материал. Но очень важно, чтобы Вы правильно получили действующие напряжения. Посмотрите темы на форуме и Вы поймёте, что всё далеко не очевидно и расчёт не сводится к простому щелчку мышкой.

Сам я фермы не рассчитывал и тоже только изучаю Simulation и попутно читаю/перечитываю литературу по расчётам, начиная с сопромата. Так что к моим комментариям прошу относится с осторожностью, это лишь моё мнение.

Касательно расчётной литературы в Вашем случае, я бы посоветовал для начала сопромат. А вообще почти в каждой отрасли свои нормативные документы и методики, зачастую полученные эмпирическим путём.

P.S. Я бы рекомендовал после того как Вы будете удовлетворены своей 3D моделью и анализом выложить её на форум. Может люди, более опытные, чем я Вас "проверят". Мне бы тоже было интересно в личных-учебных целях, посмотреть Вашу модель, составить своё мнение и услышать мнение опытных пользователей.

[Evgeny-jako 0]

Благодарю за такой развернутый ответ! :)

Но разве,если я не ошибаюсь,от перемещения зависит величина упругой деформации(если перемещение мало,то величина упругой деформации выше - соответственно возникающие напряжения меньше) ?

На счет статического расчета и расчета на потерю устойчивости:

если заменить верхнюю трубу(на которую непосредственно осуществляется нагрузка) на двутавр, схожий по массе (столу необходимо придать мин вес), то, при расчете на потерю устойчивости, напряжения,возникающие в двутавре на порядок меньше,чем при статическом расчете. У трубы наоборот(численные значения приводил выше). Отсюда и вопрос...

Конечную модель обязательно выложу :)

Не судите строго мои знания сопромата-по идее машиностроитель и расчетами металлоконструкций не занимался никогда (

ток начинаю осваивать :)

[ccc44 53]

Спасибо огромное :) С масштабом понял :)

А вот для правильного подбора профилей сечений элементов каркаса опираться лучше на результаты статического расчета или расчета на потерю устойчивости? (максимальные перемещения значительно различаются: 5,679мм и 0,2013мм

При оценке конструкции на потерю устойчивости главный критерий - к-т нагрузки:

Судя по цифрам у тебя колоссальный запас (31000) по устойчивости. Шкала в этом исследовании показывает перемещения не под заданной нагрузкой, а под нагрузкой умноженной на к-т запаса. Кроме того, в исследовании на устойчивость следует выбирать несколько форм потери устойчивости (в свойствах исследования).

[Evgeny-jako 0]

При оценке конструкции на потерю устойчивости главный критерий - к-т нагрузки:

Судя по цифрам у тебя колоссальный запас (31000) по устойчивости. Шкала в этом исследовании показывает перемещения не под заданной нагрузкой, а под нагрузкой умноженной на к-т запаса. Кроме того, в исследовании на устойчивость следует выбирать несколько форм потери устойчивости (в свойствах исследования).

Это получается, что каркас (см.картинку) из трубы 50х5.0 начнет деформироваться тока при нагрузке на него в 6000кг х 9,3901 = 56400кг? О_О

Возможно разрушение материала зависит от коэф.запаса прочности (см.картинку)?

Почему при статическом расчете запас прочности не только отсутствует, а происходит разрушение?

Изменено 30 мая 2012 пользователем Evgeny-jako

[ccc44 53]

1. Первый результат говорит о том, что СЖАТЫЕ элементы твоей конструкции потеряют устойчивость при нарузке в 9,3 раза больше приложенной. Увеличь шкалу деформации, что бы увидеть ФОРМУ потери устойчивости сжатых стержней.

2. Статический расчет говорит о том, что разрушение поперечных горизонтальных стержней произойдет от изгиба при нагрузке в пять раз меньше приложенной. В статическом анализе смотри прежде всего распределение напряжений и сравнивай максимальные значения с допустимыми для данного материала.

[nev_a 0]

Это получается, что каркас (см.картинку) из трубы 50х5.0 начнет деформироваться тока при нагрузке на него в 6000кг х 9,3901 = 56400кг? О_О

Возможно разрушение материала зависит от коэф.запаса прочности (см.картинку)?

Почему при статическом расчете запас прочности не только отсутствует, а происходит разрушение?

Проверку на устойчивость проводят потому что изделие может "проходить" по допускаемым напряжениям, но потерять свою первоначальную форму, что не допустимо для его правильного функционирования. Если деформированное тело в равновесии, будет выведено из равновесия каким-либо воздействием и приобретёт стремление продолжать деформироваться в направлении данного ему отклонения и после удаления воздействия в исходное состояние не возвращается, то имеет место потеря устойчивости.

Проще понять на примере. Представьте стержень, установленный вертикально. Пусть он сжимается вдоль оси некой силой. Если сжимающие силы не велики, то стержень остаётся устойчивым. Когда сила превысит критическую, возникнет потеря устойчивости. Характер деформации стержня резко поменяется - стержень начнёт выпучиваться.

Для подробностей почитайте книгу по сопромату, там всё яснее и точнее описано.

Суть в том, что если вы подозреваете возможную потерю устойчивости, при том что Ваше изделие "проходит" по напряжениям, то следует провести проверку на устойчивость.

Убедились, что по напряжениям изделие "прошло", проверили, что потери устойчивости не произошло- значит всё ОК.

Брать же только возможность потери устойчивости в качестве критерия оценки прочности изделия в Вашем примере некорректно.

Изменено 30 мая 2012 пользователем nev_a

[ccc44 53]

Проще понять на примере. Представьте стержень, установленный вертикально. Пусть он сжимается вдоль оси некой силой. Если сжимающие силы не велики, то стержень остаётся устойчивым. Когда сила превысит критическую, возникнет потеря устойчивости. Характер деформации стержня резко поменяется - стержень начнёт выпучиваться.

Молодец!

вот наглядно:

Последняя форма - локальная потеря устойчивости.

[Evgeny-jako 0]

1. Первый результат говорит о том, что СЖАТЫЕ элементы твоей конструкции потеряют устойчивость при нарузке в 9,3 раза больше приложенной. Увеличь шкалу деформации, что бы увидеть ФОРМУ потери устойчивости сжатых стержней.

2. Статический расчет говорит о том, что разрушение поперечных горизонтальных стержней произойдет от изгиба при нагрузке в пять раз меньше приложенной. В статическом анализе смотри прежде всего распределение напряжений и сравнивай максимальные значения с допустимыми для данного материала.

Т.е. расчет на потерю устойчивости - проверка только сжатых стержней(ножек стола); а статический - на растяжение балок,непосредственно на которые приложено усилие?

Правильно я понял?

[ccc44 53]

Т.е. расчет на потерю устойчивости - проверка только сжатых стержней(ножек стола); а статический - на растяжение балок,непосредственно на которые приложено усилие?

Правильно я понял?

Растянутый стержень потерять устойчивость не может. Статический расчет - определение напряженно-деформированного состояния системы. В ней могут быть как сжатые, так и растянутые участки. Твоей конструкции потеря устойчивости не грозит. Грубо говоря так.

А вот швеллер из поста #14 сложится при напряжении сжатия, равном приерно половие предела текучести для стали, из которой он сделан, т.е. при упругой деформации. Проверь это. Файл швеллера - в параллельной теме.

[Evgeny-jako 0]

Спасибо Вам большое за такое наглядное объяснение! :)

Про деформацию мне понятно. :)

Не понятно следующее: почему результаты статического расчета(полученные критические напряжения) не являются главными - ведь именно значение напряжений,возникающих в материале,определяют произойдет "разрыв" или нет.

Пример:

Провел статический анализ, выявил максимальные напряжения 47,238 МПа, сравнил с допустимыми для Ст3 125МПа - запас прочности есть - по напряжениям проходит.

Коэф.запаса прочности в Simulation получается 4.7

Расчет на потерю устойчивости: коэффициент потери устойчивости 223,82! О_О

Почему значение коэффициентов различно? (при "статическом" расчете для потери устойчивости надо приложить силу в 47,2 раза больше, а при "расчете на потерю устойчивости" в 223,82 раза больше!

Это значит что для того,чтобы вывести из строя НОЖКИ надо силу в 223,82раза больше, а вывести из строя балки,воспринимающие нагрузку(горизонтальные) необходимо силу в 4.7р больше?

Чего я не понимаю :(

[nev_a 0]

Почему значение коэффициентов различно? (при "статическом" расчете для потери устойчивости надо приложить силу в 47,2 раза больше, а при "расчете на потерю устойчивости" в 223,82 раза больше!

Это значит что для того,чтобы вывести из строя НОЖКИ надо силу в 223,82раза больше, а вывести из строя балки,воспринимающие нагрузку(горизонтальные) необходимо силу в 4.7р больше?

Полученные коэффициенты и должны отличаться.

В Вашей ситуации, полученные коэффициенты при различных вариантах расчёта говорят о том, что вероятнее изделие быстрее исчерпает свою прочность (напряжения превысят допустимые), нежели потеряет устойчивость ("выпучатся" ножки). И у Вас, как раз статический анализ и является "главным".

P.S.

В общем случае, при оценке работоспособности изделия Вы рассматриваете несколько факторов, в зависимости от сложности изделия. Пытаетесь смоделировать все возможные ситуации, варианты приложения нагрузок и пр. факторы. Для оценки причины выхода изделия из строя, далеко не всегда корректно сравнивать действующие напряжения с допустимыми напряжениями для конкретного металла/материала. Надо учитывать и "физику" процесса. Явление потери устойчивости это подтверждает.

[Evgeny-jako 0]

Полученные коэффициенты и должны отличаться.

В Вашей ситуации, полученные коэффициенты при различных вариантах расчёта говорят о том, что вероятнее изделие быстрее исчерпает свою прочность (напряжения превысят допустимые), нежели потеряет устойчивость ("выпучатся" ножки). И у Вас, как раз статический анализ и является "главным".

P.S.

В общем случае, при оценке работоспособности изделия Вы рассматриваете несколько факторов, в зависимости от сложности изделия. Пытаетесь смоделировать все возможные ситуации, варианты приложения нагрузок и пр. факторы. Для оценки причины выхода изделия из строя, далеко не всегда корректно сравнивать действующие напряжения с допустимыми напряжениями для конкретного металла/материала. Надо учитывать и "физику" процесса. Явление потери устойчивости это подтверждает.

Смутновато понял как-то...:)

А когда изделие исчерпает свою прочность(напряжения превысят допустимые) - оно на начнет терять устойчивость? О_о

Можно для наглядности("на пальцах"):

что будет со столом визуально,если к нему приложить силу в 4.7 больше и что будет если в 223 раз болше?

И, прикладывая силу следующим образом(см.картинку) нагрузка в 6000кг приходится на ВСЕ балки ОДНОВРЕМЕННО либо на КАЖДУЮ по 6000кг?

[nev_a 0]

Смутновато понял как-то...:)

А когда изделие исчерпает свою прочность(напряжения превысят допустимые) - оно на начнет терять устойчивость? О_о

Можно для наглядности("на пальцах"):

что будет со столом визуально,если к нему приложить силу в 4.7 больше и что будет если в 223 раз болше?

И, прикладывая силу следующим образом(см.картинку) нагрузка в 6000кг приходится на ВСЕ балки ОДНОВРЕМЕННО либо на КАЖДУЮ по 6000кг?

Мне тяжело объяснить ещё более понятно.

Абстрагируйтесь на некоторое время от своего стола и попытайтесь вникнуть в общие принципы расчёта. Посмотрите посты 13 и 14 и попытайтесь понять суть понятия ПОТЕРЯ УСТОЙЧИВОСТИ. Почитайте хотя бы одну главу из сопромата об устойчивости. И всё встанет на свои места.

Про приложение нагрузок-Вам виднее что и куда прикладывать, Вы лучше знаете как должно работать Ваше изделие. "Стол должен выдерживать 6 т" - достаточно расплывчатая формулировка. Подозреваю, что маловероятно, что на каждую балку приходится по 6 т....

P.S.

Если есть "живой" более опытный инженер-подойдите, не стесняйтесь. Лучше пусть сейчас потычут носом, чем потом потратив деньги на производство, выяснится, что конструктор ошибся.

Изменено 30 мая 2012 пользователем nev_a