Соударение двух тел

[KSVSVK 6]

Просмотрел пособия по моделированию ударной нагрузки, но так и не понял:

Там идет речь о взаимодействии анализируемого тела с внешней неразрушаемой преградой?

У меня иная задача: Требуется определить, выдержит ни стенка удар в нее некоторого "снаряда". Известна геометрия, материалы стенки и "снаряда", скорость и траектория полета.

Можно ли данную задачу ставить как расчет удара?

[romanoff 0]

Задача пробивания стены снарядом не для Cosmosworks. Ее надо решать в LS-DYNA или, на крайний случай, в Абакусе.

[kristeen 355]

У меня иная задача: Требуется определить, выдержит ни стенка удар в нее некоторого "снаряда". Известна геометрия, материалы стенки и "снаряда", скорость и траектория полета.

"Снаряд", похожий на баллон без дна? )

Сделать мультик про пробитие стенки несложно. Сложно сделать так, чтобы расчет отражал реальность. Может, материалы вам и известны (названия), но определить нужные для расчета характеристики без эксперимента практически невозможно. Так что вопрос, как и прежде: какова цель расчета -- мультик для защиты или реальная конструкция? Я не хочу вас пугать, просто советую видеть реальное положение вещей.

В любом случае, не бойтесь незнакомых программ. Для Abaqus, LS-Dyna, Ansys/Autodyn пошаговых примеров с пробитием шариком стенки очень много.

Ниже две анимации. Материалы, геометрия, ГУ одинаковые. Разница только в настройках солвера.

PS Да простят мне форумчане вырвиглазные цвета! Буду благодарен за совет по конвертации avi в gif)

[Гость suvorov.as]

Ниже две анимации. Материалы, геометрия, ГУ одинаковые. Разница только в настройках солвера.

Надо же.

[kristeen 355]

Ага) В Erosion Controls: Geometric Strain Limit

[Гость suvorov.as]

Ага) В Erosion Controls: Geometric Strain Limit

Типа "максимальное удлинение при разрыве"?

[kristeen 355]

Оно. Там много опций для разрушения, эта -- самая примитивная.. Думаю, в настройки солвера она попала для возможности запуска тестового расчета "вылетит/не вылетит"

[Гость suvorov.as]

Оно. Там много опций для разрушения, эта -- самая примитивная.. Думаю, в настройки солвера она попала для возможности запуска тестового расчета "вылетит/не вылетит"

А у нижней картинки этот параметр меньше? Правильно?

[kristeen 355]

Да) 1,5 против 0,9

[Гость suvorov.as]

Да) 1,5 против 0,9

Тогда логично, что результаты сильно отличаются. Мне кажется если построить их в едином масштабе времени, то начало будет одинаковым. А потом плита на нижней картинке рвется и в отличие от верхей перестает прогибаться под исчезнувшей внешей силой.

[kristeen 355]

... если построить их в едином масштабе времени, то начало будет одинаковым. А потом плита на нижней картинке рвется и в отличие от верхей перестает прогибаться под исчезнувшей внешей силой.

Так и есть. Но как узнать, какое значение коэффициента даст правильный результат?

Показательна <noindex>тема с Дайной</noindex>.

[Гость suvorov.as]

Но как узнать, какое значение коэффициента даст правильный результат?

Насколько знаю, это относительное удлинение ~10...15% для сталей. Более точные цифры можно из ГОСТа на материал посмотреть.

[kristeen 355]

Доброго Вам утра)

В ветке, на которую я привел ссылку, утверждают другое. <noindex>Пост #6</noindex>.

[Гость suvorov.as]

Доброго Вам утра)

В ветке, на которую я привел ссылку, утверждают другое. <noindex>Пост #6</noindex>.

И Вам доброго утра)

Я еще не читал. Чуть позже.

[Гость suvorov.as]

Прочитал. Понял, что был не прав).

[Boria777 0]

Просмотрел пособия по моделированию ударной нагрузки, но так и не понял:

Там идет речь о взаимодействии анализируемого тела с внешней неразрушаемой преградой?

У меня иная задача: Требуется определить, выдержит ни стенка удар в нее некоторого "снаряда". Известна геометрия, материалы стенки и "снаряда", скорость и траектория полета.

Можно ли данную задачу ставить как расчет удара?

Доброго времени суток. Столкнулся с похожей ситуацией при расчете стального вала. Применять для решения таких задач SWSimulation действительно проблематично. Но если нужно принципиально использовать SWSimulation, то можно попробовать использовать анализ линейной динамики и приложить к конструкции импульсную нагрузку в виде функции F(t).

Вся проблема состоит в том, что действительное время контакта определить проблематично.

Потому я вижу несколько путей решения данной задачи.

Первый способ:

1. Примерно оценить время контакта по формуле t=(2m/k)^0.5 где k-это жесткость системы, m-это масса груза.

2. Задать импульсную нагрузку в исследовании линейной динамики и получить результат (см. учебные пособия лин. динамика).

Второй способ:

Использовать методику классического сопромата (см. например Г.С.Писаренко "Сопротивление материалов") где сравниваются кинетическая энергия груза и потенциальная энергия деформации. Алгоритм примерно такой.

1. Прикладываем в месте удара силу 1 Н и определяем жесткость системы.

2. Определяем потенциальную энергию деформации при статическом приложении нагрузки равной весу груза.

3. Считаем коэффициент динамичности Kд=1+(1+T0/Uст)^0.5 где T0 - это кинетическая энергия груза. Uст-это потенциальная энергия деформации при статическом приложении нагрузки равной весу груза Uст=Q*k/2 где Q-это вес груза.

4. Умножаем например статические напряжения на Kд и получаем динамические напряжения.

Даная методика имеет ряд допущений и неточностей (см. например Г.С.Писаренко "Сопротивление материалов") но позволяет примерно оценить ударную нагрузку.

Если кто то знает другой способ посчитать такую задачу в SWS(пользуюсь версией 2010г.), или видит явные ошибки в методике просьба написать об этом.

2

[Fedor 1 597]

Посмотрите Коллинз - Повреждение материалов в конструкциях...

[kristeen 355]

Спасибо, Boria777! Дебютный вопрос оказался очень в тему.

Такие подходы с применением коэффициента динамичности и заменой нелинейной динамической задачи линейной статической действительно применяют, когда нужно ответить на вопрос "А не превысят ли вдруг напряжения при таком вот адском воздействии предела текучести/прочности". И если вдруг расчет показывает, что превышают -- изменяют конструкцию, чтобы не превышали и было с запасом.

-- Так почему же нельзя и тут применить этот способ?

Проведите мысленный эксперимент: гвоздь падает на .. пусть будет бетонный пол с метровой высоты. Попадает острым концом по полу. Гвоздь очень острый. Пол очень бетонный. Вопрос: пробьет ли гвоздь пол?

Применим предложенный Вами способ -- раз гвоздь острый, то площадь контакта маленькая и напряжения в месте контакта скорее всего превысят предел прочности бетона на сжатие (~40MPa). Да еще умножим на коэфф. динамичности. Так пробьет или нет? Ну, опыт подсказывает, что не должен бы.. А методика? А она говорит только, что напряжения в бетоне в одном маленьком месте будут превышать предел прочности.. Опять возвращаемся к непростому вопросу "А что считать критерием разрушения? Когда оно наступает?".

-- ЭЭ, да ничего жж не было сказано про толщину пола!

Точняк-сс. Но тут опять методика не дает ничего. Только опыт -- если миллиметр, то может и пробьет. Если метр -- то точно не пробьет, шляпка помешает) А если 4 мм?

-- Так где тогда вообще можно применять такую методику?

Когда динамическая задача линейная. А в данном случае она "высоко нелинейная")

-- Щито?

Результат сильно зависит от того, на сколько и как гвоздь/баллон разрушил пол за предыдущий малюсенький интервал времени.

Полезность вопроса в том, что начавший ветку KSVSVK уже применил предложенную Вами методику, пытаясь ответить на вопрос "где первым делом появиться дырка в баллоне если накачать его сильно-сильно". Построил баллон, приложил внутреннее давление. Максимальные напряжения оказались возле днища. Сделан был вывод: значит оно и оторвется.

Ему намекнули про сосиски -- когда их варят и там растет давление, они рвутся вдоль. Я не нашел видео про взрыв баллона, но есть видео про взрыв пластиковой бутыли из цикла Замедление времени -- она тоже порвалась вдоль. Ладно, может быть баллон специально так спроектировали, чтобы дно отлетало. Подробностей ТС не сообщает.

[Fedor 1 597]

"Попадает острым концом по полу. Гвоздь очень острый. Пол очень бетонный. Вопрос: пробьет ли гвоздь пол?" - это называется продавливание или жестко пластическая задача. Тут все зависит от конуса продавливания и армирования. Так определяют продавит ли колесо дорожное покрытие.

Кстати неплохой способ экспериментально силу удара определять можно сконструировать на этом принципе

[Гость suvorov.as]

Интересно, как будет происходить разрушение, если скорость соударения будет больше скорости звука в металле?