Линейный упругий материал ведет себя как неогуковский

[Fedor 1 597]

! - так это знак комментария, все что за ним в строчке выключается. Вроде // в cpp . Очень удобно отключать- подключать

Тогда единственный способ задать линейный материал. Может через производную. Переведите все в модуль упругости и коэффициент Пуассона. Или коэффициенты Ламе. Упругое линейное изотропное тело описывается двумя параметрами. Свести можно к эквивалентным по устойчивости или через модальную задачу. А уж потом решайте что хотите.

[Гость ISPA]

А если я буду решать другой тип задачи - то как я получу значение прогиба, которое меня интересует?

Никак не получите.

Непонятно, зачем предлагается решать другой тип задачи.

[кфе 0]

Fedor, я использую графический интерфейс, так что мне неясно, где можно что-либо закомментировать.

Я как раз и задаю линейный материал - а он ведет себя, как нелинейный, чего я собственно эту тему и поднял :(

[Fedor 1 597]

Но Вы же писали об APDLanguage. Вот я на нем и говорил... Если у Вас всегда идет нелинейный расчет, то надо просто отключить все источники нелинейностей, чтобы не срабатывал автоматический выбор. Ансис же пытается как-то разрешить противоречия в заданиях на разумной основе. Самый простой способ дать заведомо линейную задачу. А это собственные числа, и пускай таким способом он поможет найти касательный модуль упругости, через серию модельных задач. Обычное дело при сложных композитных средах, когда их хотят заменить простой в каких-то смыслах эквивалентной. Обычно сводят мудрежку всякую модернистскую к старым добрым средам классиков. Нормальный подход постмодернистов

[soklakov 1 475]

Fedor, я использую графический интерфейс, так что мне неясно, где можно что-либо закомментировать.

А зря. Используйте APDL. А еще лучше открывайте WB. Долго объяснять почему. Это просто совет, Вы можете ему не следовать.

Я как раз и задаю линейный материал - а он ведет себя, как нелинейный, чего я собственно эту тему и поднял :(

Я то ли пропустил, то ли этого не было. На каком основании результаты для Неогука Вы полагаете верными, а для Гука неверными? Каковы размеры модели, каковы прогибы, деформации?

Уважаемые ISPA и Fedor, пожалуйста, не флудите. Тема интересная. Скорее всего, кфе что-то напутал, не так задал, чего-то не понял и т.д. Так бывает в 99% случаев. Но оставшийся 1% стоит того, чтобы разбираться с каждым случаем из ста.

[soklakov 1 475]

Отсюда и мой вопрос - так ли это, и если да, то как это выключить. То есть сделать так, что ансис игнорировал уровень деформаций и всегда считал соотношения напряжения-деформации линейными.

Если задали материал линейным - то он линейный. Автоматически в нелинейный он никогда не переключится. А вот нелинейный может переключиться в линейный, например, при запуске модального анализа. Ну, об этом Fedor уже писал.

А нарисуйте графики сигма-эпсилон для обоих материалов в исследуемом диапазоне деформаций в одну систему координат. И сюда покажите.

Посмотрел поподробнее Неогука. Он после некоторого значения вполне себе линейный ведь.

Ибо моя задача как раз и состоит в изучении вклада, вносимого нелинейностью материала.

Так берите Муни-Ривлина на девять параметров или Огдена третьего порядка. Вот это я понимаю - нелинейность.

[кфе 0]

Если я правильно понял, вот это моя последовательность команд (для линейного материала):

/BATCH

/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1

WPSTYLE,,,,,,,,0

/CWD,'D:\ansys'

/FILNAME,Lin_SHELL181,0

!*

/NOPR

KEYW,PR_SET,1

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0

KEYW,MAGEDG,0

KEYW,MAGHFE,0

KEYW,MAGELC,0

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0

/GO

!*

! /COM,

! /COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:

! /COM, Structural

!*

/UNITS,SI

/PREP7

!*

ET,1,SHELL181

!*

!*

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

MPDATA,EX,1,,1247060.2

MPDATA,PRXY,1,,0.4999

sect,1,shell,,

secdata, 0.0005,1,0.0,3

secoffset,MID

seccontrol,,,, , , ,

BLC4,0,0,0.1,0.1

! /DIST,1,1.08222638492,1

! /REP,FAST

! /DIST,1,1.08222638492,1

! /REP,FAST

ESIZE,0,20,

CM,_Y,AREA

ASEL, , , , 1

CM,_Y1,AREA

CHKMSH,'AREA'

CMSEL,S,_Y

!*

MSHKEY,1

AMESH,_Y1

MSHKEY,0

!*

CMDELE,_Y

CMDELE,_Y1

CMDELE,_Y2

!*

FLST,2,80,1,ORDE,2

FITEM,2,1

FITEM,2,-80

!*

/GO

D,P51X, ,0, , , ,UX,UY,UZ, , ,

! LGWRITE,'LIN_1','','D:\ansys\',COMMENT

FLST,2,441,1,ORDE,2

FITEM,2,1

FITEM,2,-441

!*

/GO

F,P51X,FZ,0.191112214

FINISH

/SOL

ANTYPE,0

NLGEOM,1

NSUBST,1000,10000,100

[кфе 0]

Опишу задачу на всякий случай еще словами. Квадратная пластинка со стороной 0,1 м, толщиной 0,0005 м. Неподвижно оперта по всем краям, находится под действием ортогональной равномерной нагрузки.

Я то ли пропустил, то ли этого не было. На каком основании результаты для Неогука Вы полагаете верными, а для Гука неверными? Каковы размеры модели, каковы прогибы, деформации?

Я решаю задачу еще и полуаналитически (т.е. сам решаю уравнения прогиба для обоих материалов). Так вот, мое решение сходится с решением ансиса для неогуковского материала. А для линейного материала - нет. Более того, линейный ансисовский материал очень близок по поведению к ансисовскому (и моему) гиперупругому. Отсюда я делаю вывод, что с линейным материалом у ансиса что-то не так.

В приведенной выше задаче с линейным материалом из моих расчетов следует, что прогиб в центре должен быть около 58,7 толщин (т.е. 0,02935 м). В то же время Ансис говорит, что прогиб =0,040926 м, что изрядно мне напоминает мое решение этой же задачи, но с неогуковским материалом (0,040194 м). Максимальная интенсивность деформаций (по утверждениям ансиса) 72%

Самый простой способ дать заведомо линейную задачу.

Это можно, но я не понял, как я могу отключить все нелинейности, но получить решение с учетом геометрической нелинейности.

А зря. Используйте APDL. А еще лучше открывайте WB. Долго объяснять почему. Это просто совет, Вы можете ему не следовать.

Я бы использовал сам язык, но у меня какие-то сложности возникают с загрузкой модели из файла.

soklakov, я могу нарисовать графики, но какое напряжение вас интересует? Коши или второе Пиола-Кирхогфа? В гиперупругости разные используют и выглядят они изрядно по-разному.

По поводу разных материалов - я аппроксимирую конкретные экспериментальные данные для резины. Так вот в этом случае закон Муни-Ривлина почти полностью совпадает с неогуковским, трехчленный Огден несколько лучше аппроксимирует, им я тоже считаю. Но, повторюсь, с расчетом гиперупругих материалов в ансисе у меня все более- менее нормально. С линейным - нет

Изменено 14 февраля 2013 пользователем кфе

[Fedor 1 597]

"не понял, как я могу отключить все нелинейности, но получить решение с учетом геометрической нелинейности" - так сначала найдете значения начальных модулей для этого материала как для линейно упругого, а уж потом по отличию и так будет ясно на сколько могут отличаться. Ваша задача сводится к сведению к обычному, а дальше тривиально...

[soklakov 1 475]

Опишу задачу на всякий случай еще словами. Квадратная пластинка со стороной 0,1 м, толщиной 0,0005 м. Неподвижно оперта по всем краям, находится под действием ортогональной равномерной нагрузки.

О, у Вас мембрана, а не изгиб пластины)

Я решаю задачу еще и полуаналитически (т.е. сам решаю уравнения прогиба для обоих материалов). Так вот, мое решение сходится с решением ансиса для неогуковского материала. А для линейного материала - нет. Более того, линейный ансисовский материал очень близок по поведению к ансисовскому (и моему) гиперупругому. Отсюда я делаю вывод, что с линейным материалом у ансиса что-то не так.

В приведенной выше задаче с линейным материалом из моих расчетов следует, что прогиб в центре должен быть около 58,7 толщин (т.е. 0,02935 м). В то же время Ансис говорит, что прогиб =0,040926 м, что изрядно мне напоминает мое решение этой же задачи, но с неогуковским материалом (0,040194 м). Максимальная интенсивность деформаций (по утверждениям ансиса) 72%

Ansys это программа. И решает он то, что попросите. С Вашей позицией Вы далеко не уедете.

Но, повторюсь, с расчетом гиперупругих материалов в ансисе у меня все более- менее нормально. С линейным - нет

Это выглядит очень странным. Но я вот смотрю, что Вы линейный материал задаете с коэффициентом Пуассона 0,4999. А Вы попробуйте 0,499 и 0,49999. Отличаются результаты? Вообще, такие материалы (с коэффициентом 0,5) рассчитывать, используя закон Гука, не очень-то корректно, очень большая ошибка набегает, ведь даже машинное округление начинает играть роль. И Ansys тут не при чем. Только математика. Потому ведь и придумали модели гиперупругих материалов.

[Fedor 1 597]

"с коэффициентом 0,5" - потребуют бесконечной скорости звука в среде, а Эйнштейн не позволяет даже для света ...

[кфе 0]

сначала найдете значения начальных модулей для этого материала как для линейно упругого, а уж потом по отличию и так будет ясно на сколько могут отличаться.

Все равно не понимаю. Я знаю все параметры материала. Как для линейного закона, так и для нелинейного. Мне не нужно искать характеристики материала, мне нужно исследовать поведение пластины из этого материала (моделируя его двумя разными законами)

О, у Вас мембрана, а не изгиб пластины)

Все же это пластина. Мембраной объект можно счиать с чистой совестью при отношении толщины к линейному размеру 1:500

Ansys это программа. И решает он то, что попросите. С Вашей позицией Вы далеко не уедете.

Ну я ведь выложил, что именно я делаю. Я прошу решать задачу с линейным законом упругости, в то время как есть серьезные основания считать, что ансис при этом считает с нелинейным. Очень похоже, что где-то зашита установка как только дело доходит до конечных деформаций продлять линейный закон не линейным, а неогуковским.

Да, мне нужно считать для несжимаемого материала. Однако в статических задачах это не является теоретическим препятствием, если только кто-то не сделал некорректного деления при переформулировке задачи. Даже в динамических задачах для пластин материал нельзя считать несжимаемым только для задачи о распространении волн.

Возвращаясь к Ансису. В документации есть запрет только на то, чтобы брать коэффициент Пуассона =0,5. Если попробовать ввести 0,5, выдает предупреждением, мол, исправьте на 0,4999. Что я и делаю. Это не моя выдумка, раз программа сама рекомендует так делать, то это как-то должно бы быть и предусмотрено.

Я сравнивал и с расчетами для 0,49. Картина качественно та же. Все равно близко к неогуковскому.

[Fedor 1 597]

"Мне не нужно искать характеристики материала, мне нужно исследовать поведение пластины из этого материала (моделируя его двумя разными законами) " так линейное описание материала единственно. Ну а конкретика - жалкий частный случай этого. Ожидая разного поведения при линейном материале пусть и при нелинейно геометрическом поведении деформаций, Вы автоматически признаете и разные свойства материала...

Тут от краевых условий зависит наличие барабанного эффекта

[кфе 0]

линейное описание материала единственно.

Кто ж с этим спорит?

Ожидая разного поведения при линейном материале пусть и при нелинейно геометрическом поведении деформаций, Вы автоматически признаете и разные свойства материала...

Я моделирую один и тот же материал разными моделями (линейной и нелинейной). Мне нужно разобраться, до каких прогибов эти модели совпадают. Я решаю задачу прогиба разными путями, один из которых - ансис. Так вот, по утверждению ансиса, в этой задаче линейный и неогуковский законы совпадают до деформаций >100%. Это противоречит как моим расчетам, полученным другими методами, так и просто диаграммам напряжения-деформации для этих двух законах, ибо на больших деформациях отклонения существенны. Причем в ансисе странно себя ведет именно линейный материал, что заставляет меня подозревать какие-то его недокументированные особенности.

[Fedor 1 597]

"странно себя ведет именно линейный материал, что заставляет меня подозревать какие-то его недокументированные особенности" - ну это вряд ли. Это проявлялось бы и на других задачах, а это самый распространенный вид расчета на котором все остальное держится. Есть же теоремы о единственности решений линейных задач и в этом смысле совпадения абсолютно логичны. Поэтому я и предлагал Вам все свести к коэффициентам Ламе или другой паре констант и уже их сравнивать. А способ гарантированного сведения - модальные задачи. Любая нелинейная решается через цепочку линейных задач, уж так Галуа прописал. Вообще надо сводить через гипотезу единой кривой к одним параметрам сигма-епсилон и уже их сравнивать. При одинаковых и решения должны быть одинаковые

"просто диаграммам напряжения-деформации для этих двух законах, ибо на больших деформациях отклонения существенны" - ну у линейной то она прямая линия. Иначе она нелинейная. Никто не будет этого корректировать.

[Гость ISPA]

ну у линейной то она прямая линия.

Наконец-то.

И зачем было предлагать человеку решать задачу на собственные значения.

Какой интерес голову морочить своими Концептами.

[Fedor 1 597]

Затем, что он не знает начальных модулей нелинейного описания материалов, насколько понял...

В конце концов в малом все линейно и можно разбить нагружение на сотню другую шагов и на каждом шаге корректировать геометрию объекта и давления будут соответственно действовать в направлении разных нормалей для учета эффектов пренебрежения высшими членами в разложении деформации ...

Человек ищет приключений, почему бы не помочь. Логика проста - если собственные числа линейного оператора совпадают, то и жесткость, а, следовательно, и материалы при условии любой одинаковой плотности. Кроме того для круглых пластинок вроде и аналитические решения есть, так что все можно надежно проверить

[Гость ISPA]

Давление задается в узлах конечных элементов.

Для 16-ти узловой криволинейной оболочки нужно задать 16 значений для одного элемента.

И не нужно путать с поверхностной нагрузкой.

[Fedor 1 597]

Давление - скаляр задается в области, а действует по направлению нормали. А если нормаль меняется, то и направление действия тоже...

[soklakov 1 475]

Все же это пластина. Мембраной объект можно счиать с чистой совестью при отношении толщины к линейному размеру 1:500

Какбудет угодно. По мне, растягивающаяся оболочка все-таки мембрана.

есть серьезные основания считать, что ансис при этом считает с нелинейным. Очень похоже, что где-то зашита установка как только дело доходит до конечных деформаций продлять линейный закон не линейным, а неогуковским.

Другие варианты есть? Вероятность этого практически нулевая. И то, "практически" только потому, что истина недоказуема.

Проверьте другие гипотезы. Я Вам уже выше писал, да Вы не услышали, кажется. Проверьте на малых деформациях. Есть различия в решении? На больших деформациях неогук от линейного мало отличается. Если не подходит, генерируйте новые предположения.

Возвращаясь к Ансису. В документации есть запрет только на то, чтобы брать коэффициент Пуассона =0,5. Если попробовать ввести 0,5, выдает предупреждением, мол, исправьте на 0,4999. Что я и делаю. Это не моя выдумка, раз программа сама рекомендует так делать, то это как-то должно бы быть и предусмотрено.

Вот опять на программу все валите. Коэффициент Пуассона 0,5 запрещает не программа, а математика. Нельзя делить на ноль и все тут. Все претензии направлять мирозданию.