Коррекция по Нейберу

[Yassen_Perrets 0]

Здравствуйте.

Нужна квалифицированная помощь.

Я провожу прочностной расчет в I-DEAS по статической линейной модели. Полученные в реультате расчета напряжения превысили предел упругости. Превышение наблюдается в считанных элементах, то есть, необходимо проводить эластопластическую коррекцию (по Нейберу), так как в жизни такой эффект, само собой, наблюдаться не будет - металл в перенапряженной зоне просто "потечет" и перераспределит напряжения до безопасного уровня.

Как провести коррекцию Нейбера в I-DEAS? Как рассчитать требуемые для коррекции коэффициенты (материал нестандартный, в базе его нет)?

Спасибо.

[avargano 0]

Полученные в реультате расчета напряжения превысили предел упругости. Превышение наблюдается в считанных элементах, то есть, необходимо проводить эластопластическую коррекцию (по Нейберу), так как в жизни такой эффект, само собой, наблюдаться не будет - металл в перенапряженной зоне просто "потечет" и перераспределит напряжения до безопасного уровня.

<{POST_SNAPBACK}>

Мы много лет считаем в I-DEASe, но про возможность такой коррекции я не слышал. А сетку почему не хотите замельчить? На каких напряжениях (unavereged или avereged) это выплыло?

[Yassen_Perrets 0]

Мы много лет считаем в I-DEASe, но про возможность такой коррекции я не слышал. А сетку почему не хотите замельчить? На каких напряжениях (unavereged или avereged) это выплыло?

<{POST_SNAPBACK}>

Доброе утро

Замельчение очень затруднено, так как перенапряжения вылезли около места, в котором coincident mesh'ем соединены две детали (ось и втулка). Уменьшение шага сетки плодит кучу проблем с формой элементов - тот шаг, что сейчас есть у нас, выбирался "наощупь", путем нескольких итераций.

Перенапряжение видно и в average и unaverage - причем картину портят несколько узлов, однако что тут - результат концентрации напряжений, а что - последствия плохой сетки и boundary effect'а, непонятно.

Я подозреваю, что коррекцию можно выполнить через модуль Durability, однако те методы обработки результатов, которые, судя по хелпу, коррекцию используют, требуют характеристик материалов, которых у нас нет (степенные показатели и коэффициенты усталостной прочности и вязкости).

В букваре по сопромату коррекция описана простой формулой, однако там фигурирует notch factor, которого у нас нет.

[avargano 0]

Замельчение очень затруднено, так как перенапряжения вылезли около места, в котором coincident mesh'ем соединены две детали (ось и втулка). Уменьшение шага сетки плодит кучу проблем с формой элементов - тот шаг, что сейчас есть у нас, выбирался "наощупь", путем нескольких итераций.

<{POST_SNAPBACK}>

Не очень понял, что Вы назвали coincident mesh, т.е. сначала делали шелловые сетки по поверхностям, закидывали в группы, а потом делали Solid from Shell? Т.е. сетка уже не имеет связи с геометрией и бысто ее не поменять?

Мы для таких случаев пользуемся собственной программой <noindex>Substruct</noindex>.

Смысл в следующем - для участка с нереалистическими скачками делается новая частная кэ-модель (т.н. субмодель), которую просто вырезают из базовой геометрии и на нее накладывается мелкая сетка. Из базовой модели считываются результаты пространственных перемещений и прикладываются в качестве принудительного смещения на границы вырезанной субмодели с мелкой сеткой. В итоге получаем напряжения без скидок на плохое качество элементов.

В принципе, тот же подход применим, если упомянутые Вами втулка и ось соединяются с остальными деталями посредством Rigid'ов или Beam'ов, т.к. в этом случае можно взять результаты перемещений из точки закрепления и задать их в качестве принудительного смещения. Естественно, т.к. все это нужно делать вручную, такой подход работает при разумном количестве соединительных Rigid'ов.

[Yassen_Perrets 0]

Не очень понял, что Вы назвали coincident mesh, т.е. сначала делали шелловые сетки по поверхностям, закидывали в группы, а потом делали Solid from Shell? Т.е. сетка уже не имеет связи с геометрией и бысто ее не поменять?

Не совсем так. Имелось ввиду, что на контактной поверхности узлы одной модели были соединены с узлами второй модели (при помощи Anchor node и Coincident node), т.е. не использовалось каких либо промежуточных элементов (типа Rigid). Сетка создавалась по 3D модели. Узлы, лежащие на кромке соединения втулки и оси оказались перенапряжены.

Измельчить сетку нельзя потому, что геометрия у втулочки и у оси хитрая - элементы с хорошей формой получились бы при очень уж мелком шаге сетки, если мы начнем ее уменьшать.

То есть, модель переделывать накладно (время поджимает ). Но при расчете наши максимальные напряжения немного вылезли за предел текучести. Потому я и хочу "перепрыгнуть" от линейной модели к нелинейной, а в теории только коррекция Нейбера (может, в I-DEAS есть другие способы) это позволяет.

[avargano 0]

Не совсем так. Имелось ввиду, что на контактной поверхности узлы одной модели были соединены с узлами второй модели (при помощи Anchor node и Coincident node), т.е. не использовалось каких либо промежуточных элементов (типа Rigid). Сетка создавалась по 3D модели. Узлы, лежащие на кромке соединения втулки и оси оказались перенапряжены.

<{POST_SNAPBACK}>

Я бы, если честно посоветовал не обращать на эти точки внимания, также как и на локальные напряжения на точках закрепления, т.к. модель априори несоклько отклоняется от действительности.

Либо есть еще несколько вариантов - не склеивать coincident nodes, а соединить их Gap'ами (чего Вы, по всей видимости, из-за контакта делать не хотели) или beam'ами с диаметром, обеспечивающим адекватную жесткость (это будет в любом случае не так жестко, как напрямую сращивать элементы узлами) или, еще лучше, для моделирования цилиндрического соединения - задать на внутреннюю поверхность втулки Constraint'ы с запрещенным перемещением по радиусу и свободным по углу поворота.

[Yassen_Perrets 0]

Я бы, если честно посоветовал не обращать на эти точки внимания, также как и на локальные напряжения на точках закрепления, т.к. модель априори несоклько отклоняется от действительности.

Спасибо.

Тогда следующий вопрос: есть ли более-менее научная методика того, на какие элементы не стоит обращать внимание при оценке результатов расчетов?

Или все идет от инженерского чутья? Дескать, "Вот этот элемент мне нравится, а вот этот - нет".

Может, можно построить гистограмму напряжений по количеству элементов, на которые эти напряжения приходится, и по этой гистограмме будет видно, что большая часть расчетных напряжений сконцентрирована в 0,00001% всех элементов?

[avargano 0]

Тогда следующий вопрос: есть ли более-менее научная методика того, на какие элементы не стоит обращать внимание при оценке результатов расчетов? 

Или все идет от инженерского чутья? Дескать, "Вот этот элемент мне нравится, а вот этот - нет".

<{POST_SNAPBACK}>

В данном случае, думаю, можно, но смущает то, что вообще модель и способ моделирования контакта несколько некорректные, как мне показалось из Вашего объяснения. Если втулка на оси запрессована, то их стоило, на мой взгляд, делать полностью совместными, пусть даже и с партишином по поверхности контакта для упрощения постпроцессинга.

Если ось и втулка могут вращаться друг относительно друга и для НДС сборки это существенно, то, пожалуй, стоило моделировать либо контакт, либо хотя-бы Constrain'ы в цилиндрической системе координат.

UPD: совсем забыл самый часто используемый нами способ моделирования цилиндрического шарнира - либо все, либо выборочно (по торцам) узлы цилиндрических поверхностей соединяются с узлом на оси вращения Rigid'ами, Beam'ами или Constraint-элементами (хорошая штука, заимствована из Nastran - обеспечивает передачу ведомому узлу усредненного перемещения группы ведущих узлов), причем делается это для обеих деталей. После этого центральный узел одной детали соединяется с узлом другой все тем же Constraint'ом (в данном случае это уже граничное условие) со степенями свободы, обеспечивающими вращение вокруг оси. Так же можно делать подшипники.

А проверить прокатывают напряжения или нет, как мне кажется, можно так - судя по тому, что вы использовали анкера, соединены не все узлы контактных поверхностей, а только их часть. Поэтому логично было бы посчитать усредненное напряжение на всю площадку контакта, а не только по соединенным узлам. Думаю, что в этом случае напряжения допустимых не превысят.

[Vova 419]

Show:

[Yassen_Perrets 0]

Большое спасибо всем.

Наша проблема (пока) решилась, так как перенапряженных узлов оказалось очень мало и мы их, действительно, просто выбросили при оценке результатов.

Однако с Нейбером вопрос пока открыт.

Vova, спасибо за иллюстрацию.

Но в общем случае упругопластический пересчет придется делать для большого количества элементов, и вручную это - неподъемный труд. Вдобавок, в DURABILITY этого не сделаешь, так как при пересчете петли гистерезиса приходится решать уравнение (лично я не знаю, как в I-DEAS решить алгебраическое уравнение).

[Vova 419]

Вроде в Патране есть возможность при помощи языка PCL манипулировать результаты при помощи алгебраических уравнений.

[Vova 419]

А ещё можно выписать результаты в форме текста (Патран репорт файл к примеру),

потом открыть этот техт файл Экселем и считать что хочеш. Получится правда только таблица а не картинка из постпрцессора.

[avargano 0]

лично я не знаю, как в I-DEAS решить алгебраическое уравнение

<{POST_SNAPBACK}>

В I-DEAS действия с результатми производятся элементарно, посмотрите в хэлпе темы: Simulation: Finite Element Modeling User's Guide/Creating New Results Sets.

Работает элементарно: задаете новое имя результата, выбираете в качестве переменной старый результат, пишете действие, которое должно быть с ним произведено и выбираете тип получаемого результата (напряжения, перемещения). После этого обработанный результат с заданным Вами названием доступен также, как и полученные в рез-те расчета. Мы обычно пользуемся этой функцией, чтобы в случае, если клиент скажет: "Ага, 10000 Н выдержал, а вот выдержит ли 15000?" не пересчитывать. ПРосто домножаем результаты перемещений и напряжений на 1.5 и, как говорится, вуаля. Естественно, что только в случае если рачет был линейным.