Расчет мембраны для насоса

[dolivanov 7]

 

ембрана именно защемлена между дисками. Поворот там никак невозможен.

Я ж не спорю) 

 

 

По теории наибольшие напряжения должны быть в заделке и/или в центре.

По какой теории? Что используете в качестве точки отсчета? Я так понимаю, задача с контактом? Может для начала разобраться на одиночной мембране, да с аналитикой посравниваться?

 

По теории, изложенной в книжке Алтухова, Румянцева "Мембранные компрессоры". Там сказано, что для таких мембран наибольшие напряжения или у заделки, или в центре.

Задача и правда контактная - мембрана при нагружении контактирует с ответной поверхностью.

Что касается одиночной пластины и аналитики - пока не нашел, с чем можно сравнить.

[Shumnee 0]

На сколько я понял, в WB можно использовать remote displacement, чтобы избежать сингулярности и высоких значений напряжений в жесткой заделке.

Провел несколько экспериментов по изгибу консольной прямоугольной балки в WB. 

Если ставить в заделке fixed support, то в заделке напряжения растут с уменьшением размера элемента.

Если же ставить remote displacement и задавать в заделке нулевые перемещения и повороты, то напряжения в заделке не зависят от размера сетки. При этом перемещения свободного конца балки (к которому прикладываю силу) совпадают с высокой точностью для обоих вариантов закрепления другого конца.

P.S. Посчитал еще эту же балку аналитически. Получил максимальные значения напряжений в заделке, совпадающие с напряжениями, рассчитанными для условия remote displacement. При этом прогибы свободного конца также совпадают.

 

 

Извиняюсь что поднял годовалую тему. Занимаюсь полностью аналогичной задачей.

Подскажите, так как все таки задавать правильно граничные условия чтобы избежать сингулярности при уменьшении шага сетки.

Remote displacement по ребру 3-х мерной модели похоже что дает сингулярность. Настройки такие:  X,Y,Z 0m (ramped), rotation 0 (ramped), behavior Rigid. В общем ничего не понятно.

И как в COMSOL называются аналогичные настройки? А то Ansys я только установил, не пойму ничего. Я пробовал Roller, Fixed, Rigid - все равно Von mises stress уходит в бесконечность при уменьшении сетки. Удалось добиться сходимости на любой сетке только если добавить фаску малого радиуса, но значения Stress неадекватно велики.

Буду благодарен любой помощи.

[kristeen 355]

А как вообще в реальности эта мембрана закрепляется? Чертеж или схему можно? И для чего проводится ее расчет?

[Shumnee 0]

А как вообще в реальности эта мембрана закрепляется? Чертеж или схему можно? И для чего проводится ее расчет?

 

У меня есть аналитическое выражения для расчета максимального напряжения как на картинке в прикрепленном файле. В моем случае я рассчитываю максимальный стресс в изделии типа "колпачок". И в том и другом случае максимум напряжения возникнет у заделки мембраны. Хотелось бы понять сам принцип расчета и получить одинаковые значения напряжения для любой сетки (сходимость) и сравнить с аналитически полученным значением из справочника. 

Вот например 2 картинки "колпачка" в разрезе под давлением для 2-х различных сеток.

Изменено 18 мая 2015 пользователем Shumnee

[soklakov 1 479]

сравнить с аналитически полученным значением из справочника

в справочнике-то , наверное, мембранные напряжения, да в оболочечной постановке. Не?

[Shumnee 0]

 

сравнить с аналитически полученным значением из справочника

в справочнике-то , наверное, мембранные напряжения, да в оболочечной постановке. Не?

 

Нет, глава в спавочнике называется "расчет прогибов и мембранных напряжений в плоской мембране в области малых перемещений".

Задается радиус, толщина мембраны, коэфициент Пуассона ну и давление. И ищут наибольшее напряжение у заделки мембраны по формуле. 

Вот товарищ dolivanov писал, что мол "Если же ставить remote displacement и задавать в заделке нулевые перемещения и повороты, то напряжения в заделке не зависят от размера сетки." - как у него это вышло я так и не понял. Всё равно напряжения зависят от сетки.

[Shumnee 0]

При выводе формул в справочнике

задаются угол поворота в заделке, равный

нулю, и нулевой прогиб в заделки . Товарищ и пишет

" задавать в заделке нулевые перемещения

и повороты". Если у Вас найдется желание

прояснить для себя саму постановку

задачи и вывод окончательного

соотношения - загляните в Тимошенко,

Войновский-Кригер, пластинки и оболочки.

 

Спасибо, почитал. Эх не для среднего ума это :( - не дало ответов мне к сожаленью.

В общем еще раз вопрос: Задача состоит в расчете максимального напряжения защемленной по периметру мембраны под давлением. Проблема состоит в устремлении в бесконечность значений Stress при уменьшении сетки (так и должно быть как я понял). С значениями деформации - все нормально, не зависят от сетки (на картинках 2D эпюры). Возможно ли получить адекватный результат средствами САПР ? 

Еще раз спасибо за ответы!

[soklakov 1 479]

@@Shumnee, начните с консольной балки. Там тоже самое, но возни поменьше. Посчитайте сопроматом, балками, оболочками и солидами. В линейных и нелинейных перемещениях. Большая часть Ваших вопросов уже там решится.

Возможно ли получить адекватный результат средствами САПР ? 

Расчет еще и постпроцессить адекватно надо. По мембранным напряжениям Вы, скорее всего, уже и так сходитесь. Или около того.

как у него это вышло я так и не понял.

А он не в оболочках ли считал?   

[Shumnee 0]

 

А он не в оболочках ли считал?   

 

Да, в 2D оболочках (Structural -> Plate в COMSOL'e) всё сошлось! 

Правда со справочником все равно есть расхождение: 240 МПа против примерно 280 МПа, ну и пусть. Жаль что в 3D ничего не получилось, всё таки изначально у меня была объемная задача.

Но всё равно спасибо!

[soklakov 1 479]

Жаль что в 3D ничего не получилось

Всё у Вас получилось. Результаты правильно снимайте   

[Shumnee 0]

 

Жаль что в 3D ничего не получилось

Всё у Вас получилось. Результаты правильно снимайте   

 

А вот ради эксперимента тот же диск, то же давление, те же граничные условия, те же несколько различных сеток, только выполнено в 3D (Structural -> Solid). Значения напряжений на эпюрах в целом совпадают, а вот у заделки они абсолютно разные для разных сеток. 

Нашел статью http://www.comsol.com/blogs/how-identify-resolve-singularities-model-meshing/ - похоже что никак это не обойти. Всё разом не обмоделируешь.

[soklakov 1 479]

Значения напряжений на эпюрах в целом совпадают, а вот у заделки они абсолютно разные для разных сеток. 

Вы же уже прочитали весь форум по поиску слова "сингулярность"?