Анализ результатов

[Serp2012 0]

Добрый день ув. форумчане.

Подскажите пожалуйста новичку как правильно проанализировать результат (см. рисунок). Рачет показывает (von-mises), что в красных элементах превышены допускаемые напряжения, в остальных нет. Данная конструкция разрушится (возникнет трещина сначала в опасных участках а затем распространится на все сечение), или нет (соседние участки удержат опасные от разрушения)? Надо ли укреплять конструкцию до тех пор, пока не останется ни одного участка с напряжениями больше допускаемых, или достаточно чтобы такие участки не распространялись на все сечение? М/б посоветуете литературу по теме. Заранее спасибо за ответы.

[soklakov 1 485]

Расчет показывает, что надо сильно мельчить сетку и исследовать сеточную сходимость.

Надо ли укреплять, считать ли по допускаемым или по предельному состоянию - зависит от ожидаемых условий эксплуатации.

[Serp2012 0]

Сетку уменьшу. Это показана одна из опор козловой стойки на которую будут устанавливать мостовым краном груз и работать люди. Что за предельное состояние, предел прочности?

[soklakov 1 485]

М/б посоветуете литературу по теме.

Что за предельное состояние, предел прочности?

Любые книжки по Сопромату для начала.

[Fedor 1 630]

<noindex>http://www.soprotmater.ru/books/i-a-birger...materialov.html</noindex> мне лично нравится эта

[Guterfreund 75]

Расчет показывает, что надо сильно мельчить сетку и исследовать сеточную сходимость.

Ну если оцениваем статическую прочность можно и без сходимости обойтись...

Надо ли укреплять, считать ли по допускаемым или по предельному состоянию - зависит от ожидаемых условий эксплуатации.

А можно пример, что и в каком случае нужно применять? По мне, дак по допускаемым напряжениям уж слишком в запас...

[zwee 9]

Не забывайте про коэффициент запаса. И материал должен быть задан правильно.

А вообще да, прежде чем заниматься расчетами в CAE нужно хорошенько проштудировать сопромат.

[Serp2012 0]

Приведу более простой пример. Имеется горизонтально расположенный пруток с размерами 10х10х100 мм с одной стороны жестко заделанный, с другой приложена нагрузка 60 кг. Допускаемое напряжение с учетом всех условий работы 150 МПа. В результате симуляции получается следующая картина (см. рисунок): у заделки по краям напряжения (von-mises) около 320 МПа, а в среднем сечении 35 МПа. Так согнется пруток или нет? Люди, прочитавшие все эти книги по сопромату и имеющие опыт расчетов думаю, могут ответить на этот вопрос. Мне мой жизненный опыт подсказывает, что не согнется, тогда почему напряжения по краям превышают допускаемые и м/б надо чтобы напряжения были превышены по всему сечению на опасном участке? Прошу сильно не пинать за м/б делитантские вопросы.

[soklakov 1 485]

Serp2012 , почитайте про <noindex>сингулярность</noindex>

А можно пример, что и в каком случае нужно применять? По мне, дак по допускаемым напряжениям уж слишком в запас...

Например, вероятность возникновения критической ситуации - 1 раз в месяц. В остальное же время конструкция работает в значительно более простых условиях. При этом раз в месяц выполняется неразрушающий контроль. Тогда почему бы и не по предельному.

А вот если проверки не выполняются, или выполняются в десять раз реже, чем может быть превышен предел текучести, то опасно закладывать в ресурс пластическое течение.

[Guterfreund 75]

Например, вероятность возникновения критической ситуации - 1 раз в месяц. В остальное же время конструкция работает в значительно более простых условиях. При этом раз в месяц выполняется неразрушающий контроль. Тогда почему бы и не по предельному.

А вот если проверки не выполняются, или выполняются в десять раз реже, чем может быть превышен предел текучести, то опасно закладывать в ресурс пластическое течение.

Ну а как же тогда сосуды под давлением, где местный изгиб мы не учитываем при оценке статической прочности?

[soklakov 1 485]

Ну а как же тогда сосуды под давлением, где местный изгиб мы не учитываем при оценке статической прочности?

Это как раз к песне о концентраторах и сингулярностях. Понимать, что небольшой участок пластики не так страшен, и закладывать пластическое течение основного металла, все-таки разные вещи. И опять же, будь у Вашего сосуда ресурс миллионы циклов нагрузки, Вы бы обеспокоились по-другому.

[soklakov 1 485]

Так согнется пруток или нет?

Допускаемые напряжения к этому вопросу отношения не имеют.

[Guterfreund 75]

Это как раз к песне о концентраторах и сингулярностях. Понимать, что небольшой участок пластики не так страшен, и закладывать пластическое течение основного металла, все-таки разные вещи. И опять же, будь у Вашего сосуда ресурс миллионы циклов нагрузки, Вы бы обеспокоились по-другому.

Местный изгиб это не концентратор и не сингулярность, он может выходить за пределы текучести, но при расчете его ограничивают все же величиной двух пределов текучести (это чтобы нарастания пластической деформации не случилось). Если же циклику взять, то там другая песня...

А как тогда насчет изгиба балки, которую считают по предельному состоянию и допускают пластику на внешних слоях? И нет там никакого ежегодного контроля. Если мы ограничим возникновение пластики для данного случая, переоценим структуру, к примеру, в полтора раза. Зачем все это? Подходить к расчету нужно разумно и избегать излишнего консерватизма.

[soklakov 1 485]

при расчете его ограничивают все же величиной двух пределов текучести (это чтобы нарастания пластической деформации не случилось)

Это уже методика оценки. Ведь хочется решать линейную задачу.

А как тогда насчет изгиба балки, которую считают по предельному состоянию и допускают пластику на внешних слоях? И нет там никакого ежегодного контроля.

Так и нагружение разовое, наверно.

Если мы ограничим возникновение пластики для данного случая, переоценим структуру, к примеру, в полтора раза. Зачем все это?

А если недооценим?

Подходить к расчету нужно разумно и избегать излишнего консерватизма.

Разве ж с этим кто спорит?

[Guterfreund 75]

Итог: сосуды под давлением (достаточно ответственные изделия) мы оцениваем по предельным состояниям. При анализе статической прочности, в общем случае, пластика допускается. При анализе циклической прочности тем более допускается.

Метод допускаемых напряжений (как я его вижу) предписывает нам сравнивать расчетные напряжения (где бы они не возникали) с допускаемым. На мой взгляд это просто лишнее и если подходить с пониманием, метод предельных состояний даст очень не плохой результат (имеется в виду надежный результат).

[Serp2012 0]

Спасибо всем за ответы. Буду копать в сторону предельных состояний.

[YURIS 14]

Итог: сосуды под давлением (достаточно ответственные изделия) мы оцениваем по предельным состояниям. При анализе статической прочности, в общем случае, пластика допускается. При анализе циклической прочности тем более допускается.

Метод допускаемых напряжений (как я его вижу) предписывает нам сравнивать расчетные напряжения (где бы они не возникали) с допускаемым. На мой взгляд это просто лишнее и если подходить с пониманием, метод предельных состояний даст очень не плохой результат (имеется в виду надежный результат).

Нет, обычные сосуды под давлением мы оцениваем по мембранной составляющей разрушающего напряжения согласно ГОСТ 14249-89, а для очень ответственных - дополнительно используется оценка разрушающего напряжения по сумме мембранного и изгибного компонентов напряжения для учета концентраторов напряжений и влияния краевых эффектов на прочность несущих элементов в разл. режимах (пример - ПНАЭ Г-7-002-86). А это все относится к расчету по допускаемым напряжениям. При этом расчеты на циклическую прочность при числе циклов не превышающем 1000 мы вообще не проводим - это допускается вышеупомянутым ГОСТОм.

[soklakov 1 485]

Метод допускаемых напряжений (как я его вижу) предписывает нам сравнивать расчетные напряжения (где бы они не возникали) с допускаемым. На мой взгляд это просто лишнее и если подходить с пониманием, метод предельных состояний даст очень не плохой результат (имеется в виду надежный результат).

Мне кажется, под "подоходом с пониманием" Вы понимаете методы расчета посредством моделирования. Это сегодня Вы можете учесть пластическое поведение материала (и то с ограничениями) для произвольной геометрии, заложить ползучесть, разупрочнение и коррозию. И даже сегодня это будет стоить приличного времени и столь же приличной квалификации. ГОСТы же являются инструментом, предназначенным вооружить целую армию инженеров способом быстрой, но безопасной (и это в первую очередь) оценки будущего конструкции. Вот о каких различиях, по-моему, Вы говорите.

Термины же "по допускаемым напряжениям" и "по предельному состоянию", по всей видимости, медленно, но верно устаревают. Они уже не позволяют инженерам понимать друг друга, кажется)

[Guterfreund 75]

Нет, обычные сосуды под давлением мы оцениваем по мембранной составляющей разрушающего напряжения согласно ГОСТ 14249-89, а для очень ответственных - дополнительно используется оценка разрушающего напряжения по сумме мембранного и изгибного компонентов напряжения для учета концентраторов напряжений и влияния краевых эффектов на прочность несущих элементов в разл. режимах (пример - ПНАЭ Г-7-002-86). А это все относится к расчету по допускаемым напряжениям. При этом расчеты на циклическую прочность при числе циклов не превышающем 1000 мы вообще не проводим - это допускается вышеупомянутым ГОСТОм.

По сосудам есть уже давно новый ГОСТ 52857! Если Вы оцениваете сосуды только по мембранной составляющей (не важно ответственные или нет), то Вы сильно ошибаетесь. Даже в самом простом случае таже плоская крышке работает под давлением на изгиб и для нее мы оцениваем прочность не по максимальному напряжению на внешнем слое, а по предельному состоянию на 1.5 сигма.

Сумма мембранного и изгибного напряжения тоже может быть разная. Если мы говорим об общем изгибе и общей мембране, то тут краевые эффекты не учитываются. Если это местные напряжения, то влияние краевых эффектов учитывается, но концентраторы не учитываются ни в том ни в другом случае. ПНАЭ Г знаем, ничего такого там нет!

Мне кажется, под "подоходом с пониманием" Вы понимаете методы расчета посредством моделирования. Это сегодня Вы можете учесть пластическое поведение материала (и то с ограничениями) для произвольной геометрии, заложить ползучесть, разупрочнение и коррозию. И даже сегодня это будет стоить приличного времени и столь же приличной квалификации. ГОСТы же являются инструментом, предназначенным вооружить целую армию инженеров способом быстрой, но безопасной (и это в первую очередь) оценки будущего конструкции. Вот о каких различиях, по-моему, Вы говорите.

Термины же "по допускаемым напряжениям" и "по предельному состоянию", по всей видимости, медленно, но верно устаревают. Они уже не позволяют инженерам понимать друг друга, кажется)

Не совсем так. При оценке тех же сосудов под давлением я редко использую расчеты на пластику, я применяю, например, ПНАЭ, которому уже 100 лет в обед. Подход с пониманием, это способность инженера-расчетчика правильно выделить соответствующие категории напряжений и сделать вывод о прочности. Да, категоризация напряжений уходит в прошлое при развитии компьютерных мощностей и возможности считать туже пластику, но наши нормативные документы (мы обязаны им следовать) не доют на данный момент возможности оценивать тот же сосуд по пластическим деформациям, поэтому у нас все по старинке - линейный материал и категоризация напряжений.

[soklakov 1 485]

Guterfreund , складывается ощущение, что Вам просто тесновато в "армии инженеров" под приказами-ГОСТами. Хочется на гражданку, хочется творить, а не просто выполнять приказы.