Как задать физико-механические свойства дерева?

[FR16 2]

В общем, надо рассчитать выдержит ли деревянная конструкция (в данном случае коробка) для груза, сделанная из сосны. Дерево материал анизотропный. Потому я для конструкции в зависимости от расположения досок задал два разных материала (по сути одно и тоже, только с разными коэффициентами пуассона, у одного 0.45 у другого 0.018.) Задал плотность, задал модуль юнга, ещё задал предел прочности при растяжении вдоль волокон. Другие данные к сожалению мне не известны и не удалось найти.

Задал нагрузки, задал связи между детялями (досками) и задал ограничения. Нажмиаю - решить. Выскакивает:

Material "SOSNA_045" has invalid value combination of E, G and nu.

This may produce incorrect results for the current analysis type.

SUGGESTION: Enter proper values for E, G and nu or do not enter a value for G at all.

дословно что некорректны три этих коэффициента. решение проходит но ответа нет. В общем что делать-то?? как вообще деревянную конструкцию считать??

[JAR 28]

Так вы не задавайте одновременно модуль сдвига и коэффициент пуассона

а вообще дерево руками считать проще

[AlexKL 34]

Так вы не задавайте одновременно модуль сдвига и коэффициент пуассона

а вообще дерево руками считать проще

Именно так, задавать надо 2 из 3 - настран пересчитывае сам.

[Fedor 1 599]

" E, G and nu"  - для изотропного тела в механике деформируемого тела независимы только два параметра.  Об этом есть почти в любой книжке по теории упругости. Для анизотропных по два на направление или еще сколько-то в более сложных ситуациях анизотропии. У Вас видно противоречивые значения, вот и отказывается считать

[mai-student 5]

Дополню формулой

А вообще, мне не совсем ясна постановка задачи... Опишите подробнее (желательно увидеть наглядную схему или эскиз).

Дело в том, что если Вас интересует как именно из-за анизотропии дерево себя поведет (как будет расслаиваться и т.п.) - то это к расчету композитов, при чем тут все гораздо сложнее будет, т.к. наполнитель (reinforcement) здесь одномерный и его слоями не задашь.

Если можно упрощать и пренебрегать мелочами, то просто пропишите ортотропию - модуль юнга и предел прочности по разным степеням свободы относительно выбранной СК.

Например, если моделировать прогиб консольной деревянной балки от действия момента на ее свободном конце - то можно вообще изотропным материал принять. От направления волокон (перпендикулярно заделке или параллельно) будет зависеть, какие численные характеристики прописывать в свойствах.

[Цветочек 15]

Вы правильно пишете о величинах коэффициентах Пуассона - 0.45-0.499, и 0.02, но совершенно не верно оцениваете модуль Юнга волокон - модуль волокон вдоль в 20 раз больше модуля поперёк.

И главное, для таких больших коэффициентов Пуассона применять стандартную формулировку  МКЭ не имеет смысла, возникает явление "volumetrick locking" - при таких значениях коэффициента Пуассона материал ведет обладает свойством несжимаемости. Поэтому необходимо применять специальные методы наложения этого условия(I3=1), а именно смешанный метод, метод сокращённого интегрирования и так далее.

[Fedor 1 599]

Имеет, имеет. Несжимаемости не бывает. Теория упругости не позволяет :)

Доски это балки, а теория балок сконструирована при предположении нулевого коэффициента Пуассона в сопромате и все в основном на нем построено. И модуль можете один максимальный использовать. Все равно ни доски ни бревна поперек практически не работает. В армии учили переправы из бревен по простому считать и делать. Многократным опытом многих войн проверено :)  

 

"смешанный метод, метод сокращённого интегрирования" - природу не обманешь математикой :)

[AlexKaz 1 823]

См. СНИП - Деревянные конструкции. Для сосны указаны все необходимые константы. К примеру Ансис для ортотропии позволяет выбирать только 2 константы из 3. 

 

Ох же намучился я, когда пытался узнать, какие свойства имеет та же сосна в гитарном деле. За бугром всё изучили, а у нас из литературы один СНИП для строительной сосны...

 

З.Ы. Сорри, ель, ель! =)

Изменено 14 декабря 2014 пользователем AlexKaz

[Fedor 1 599]

Где-то в Кировской области растет сосна для музыкальных инструментов. Надо у них поинтересоваться. Две из трех определяются в теории упругости для изотропного тела. Это следует из термодинамики, насколько помню. Постоянные Ляме или модуль Юнга и коэффициент Пуассона. Но всегда две. Ну еще есть коэффициент линейного расширения для термоупругости если :)

[AlexKaz 1 823]

Ай, только сейчас заметил! Ель, конечно ель! =) Насколько помню, всё литература по данному вопросу - это статьи в "Journal of sound and vibration" + статьи из второго журнала со словом "acoustic" в названии.