Перейти к публикации

Устойчивость цилиндрической обечайки


Рекомендованные сообщения

Добрый день!

 

По этой теме уже обсудили многое, мой вопрос будет поставлен вот в каком контексте:

 

Элементы сосудов и аппаратов рассчитываются в пределах применимости расчетных формул в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52857. Если расчетные формулы по тем или иным причинам не применимы, для оценки прочности применяются численные методы. Оценка прочности сосудов и аппаратов методом конечных элементов таит в себе много подводных камней и в неопытных руках расчет может быть сделан с большими ошибками. К ошибкам относится неверное разделение напряжений по группам и сопоставление их с допускаемыми напряжениями, ошибки в расчетных схемах и пр.

 

В виду того, что в моей практике довольно часто встречаются сосуды и аппараты с размерами вне пределов применимости расчетных формул ГОСТ, приходится для их оценки применять МКЭ. На данный момент больше всего вопросов у меня вызывает оценка устойчивости. К примеру, устойчивость цилиндрической обечайки, нагруженной наружным давлением. Расчет такой обечайки проводится по ГОСТ 52857.2 (раздел 5.3.2). Формула для допускаемого наружного давления из условия устойчивости в пределах упругости выглядит, так:

post-26227-0-59198800-1409146832_thumb.jpg

 

E = 200 000 МПа; D = 10 000 мм; l = 50 000 мм; s = 10 мм.

 

Для целей сравнительного расчета ny = 0.

 

Рассматривался вариант обечайки с жесткими перегородками (б):

post-26227-0-62050700-1409146975.jpg

 

Аналитическим расчетом получаю допускаемое наружное давление 0.44 кПа.

 

Определяю допускаемое наружное давление методом конечных элементов и получаю в разы большую нагрузку. Проводил линейный и нелинейный расчет на устойчивость. В нелинейном расчете учтены отклонения от идеальной окружности по одной из форм потери устойчивости линейного расчета в пределах 1% от диаметра.

 

Результаты МКЭ:

 

1. Linear Buckling - 3.3 кПа

post-26227-0-53933700-1409147481_thumb.jpg

 

2. Nonlinear Buckling - 3.2 кПа (зависит от величины отклонения формы)

post-26227-0-39280100-1409147713_thumb.jpg

 

Делаю выводы:

 

1. Что-то тут не так.

2. При оценке элемента сосуда и аппарата методом конечных элементов я рискую неверно определить допускаемое наружное давление, что чревато потерей устойчивости сосуда при эксплуатации.

 

Прошу:

 

1. Пнуть меня в нужном направлении

2. Помочь мыслями и рассуждениями

3. Дать рекомендации

 

Заранее благодарен за ответы!

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Вот тут еще комментарий разработчика ГОСТ 52857:

"В ГОСТ Р 52857.2 учтена устойчивость обечаек за пределом упругости. В формулах (7), (14), (21), (25), (39), (48), (67),(104), (147), (160) уравнения являются аппроксимацией кривых допускаемых критических напряжений, связывающих между собой критические нагрузки в пределах и за пределом упругости. В ГОСТ Р 52857.1 в качестве предельного состояния при расчете на устойчивость принято достижение нижних критических напряжений. Нижними критическими называются напряжения, определенные по нелинейной (в смысле описания линий прогиба!!!) теории устойчивости. При решении численными методами задач устойчивости на основе классической линейной теории устойчивости определяются верхние критические напряжения, которые правильно отражают физику явления, но значительно превышают данные экспериментов. Совпадают верхние и нижние значения критических напряжений только для бесконечно длинных обечаек. Для обечаек средней длины в ГОСТ Р 52857.2 применяют искусственный подход введением коэффициентов понижения верхней критической нагрузки, полученных экспериментально. Они варьируются от 0,65 до 0,85. В ГОСТ Р 52857.2 нижнее критическое давление составляет 80% от верхнего значения."

 

Как-то не могу поймать мысль...

 

Если я даже введу коэффициент 0.8 для линейного расчета на устойчивость, я все равно буду далек от значений, полученных аналитически...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

:doh: Ну вот и мой ответ, сам нашел ошибку. Прошлые посты не тру, знайте, каким может быть криворуким человек :sad:

 

Аналитикой посчитал криво (умишко слишком уж мал). Реальное значение допускаемого наружного давления - 2.6 кПа. Если применить коэффициент перехода с верхних критических к нижним критическим напряжениям - 0.8, то в соответствии с расчетом МКЭ получаем нижнее критическое значение 3.3 x 0.8 = 2.6 кПа - в точку!

 

Данный пример выполнен для длинной обечайки. Проблемы со сходимостью результатов были, возможно для коротких обечаек. Сделаю тесты, выложу сюда информацию.

 

Вопрос: если по результатам линейного расчета на устойчивость получаем значение критического напряжения в пределах упругости, может ну его этот нелинейный расчет на устойчивость? Как показывает практика, большое влияние оказывает отклонение от идеальной формы, а они бывают не всегда точно известны и результат становится таким, каким я сам захочу... Есть мысли по этому поводу?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Панику поднимал зря...

 

Даже для очень коротких обечаек расхождение с аналитической формулой в пределах 15%.

 

Дорогие форумчане, ответьте мне пожалуйста на два вопроса:

 

1. Можно ли обойтись без нелинейного расчета на устойчивость, если по результатам линейного расчета на устойчивость критическое напряжение лежит в пределах упругости?

2. Если производится нелинейный расчет на устойчивость, может ли кто-нибудь дать какие-либо рекомендации по выбору размеров геометрических неточностей элемента. Другими словами, какой размер должен быть определяющим при выборе масштабирующего коэффициента при использовании результатов linear buckling анализа через upgeom?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1. Можно ли обойтись без нелинейного расчета на устойчивость, если по результатам линейного расчета на устойчивость критическое напряжение лежит в пределах упругости?

Пожалуй, все-таки нет. С оболочками бывают приличные расхождения линейного и нелинейного расчета (не для простейших случаев), но связано это, как правило, с геометрической нелинейностью. А напряжения тут не при делах.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нелинейные колебания дело тонкое и мало где есть. То же и с устойчивостью Проще придумать насколько снизить модуль упругости и решать линейно...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Fedor, придумайте, пожалуйста, для моей задачки новый модуль упругости. Хочу линейных расчетов...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так посмотрите на диаграмму напряжений да возмите секущие и осредните в какой-нибудь норме, c весами учитывающими значимость этого напряжения  :)

Фишка в том, что задачка на собственные числа по определению нелинейная, так как связана с нахождением корней полинома :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Fedor, человек я простой, даже не кандидат наук. Простите, но я не понимаю, что Вы пишите...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • Fedor
      Для любой размерности можно решать полином этой размерности. Такова сущность вопроса существования, а не конкретное явление вычисления. Дух, а не буква :)
    • anykeyto
      День добрый коллеги. Работает ли кто на этой стойке? Где берете информацию по программированию кроме мануала от Ками?  Интересует макропрограммирование, программирование цилиндрической интерполяции. Да и вообще, давайте делиться опытом. В свободном доступе практически нет никакой информации о работе станка и стойки этого чуда китайской инженерии.  Вопрос про G108, пользовался ли кто функцией CTOS/STOC?   
    • __Andrey__
      Доброго всем времени суток. Начал сборку станка для симуляции. Загрузил модель станка DMU50 в папку. В генераторе станков сделал настройки осей. Постпроцессор на sinumerik создал из шаблона. Скопировал папку cse_driver со станка с похожей кинематикой (sim06_mill_5ax). В файлы .dat внесены данные. При запуске симуляции по машинному коду ругается, что не найден файл PMAC. После закрытия окна с ошибкой продолжает работу и доходит до смены инструмента и там выскакивает ошибка. . Прошу помощи с этой проблемой. Файл to_ini генерируется в папку cse_driver.
    • anykeyto
      Устроился в начале года в контору где стоит IronMAC IMU-5X 400 Pro. Стойка HNC8-848di. Контора отправила на обучение, на курс 5-осной обработки на этой стойке, в цто Ками в Москве. В целом все доступно и понятно. Это когда было само обучение. Но в работе самой стойки есть куча вопросов. По факту на стойка не настроена. Не знаю, может наладчик который запускал станок попался ленивый, может в другом была причина. Но первый месяц-полтора занимался только настройкой системы (что знал, что пришло в процессе изучения параметров, ладдера, и прочее).   Сам станок интересный и понятный. Но русская локализация хромая, как и мануал от ками. Там голимый перевод то ли с английского, толи с китайского.... но вместо фрезы "нож" и так далее.  Основа тут G код, в целом почти фанук, но есть отличия. Есть группа циклов для фрезеровки сверления, резьбы и расточки, под них есть прям шаблон, в котором только переменные задаешь, но криво реализован синтаксис, который поправить можно уже непосредственно в коде.
    • Ветерок
      В ярлыке прописать путь к русскому файлу: "C:\PTC\Creo 8.0.4.0\creo_help_pma\russian\index.html"
    • Guhl
      Номера 2000 и выше - это вроде как не ошибка а сообщение оператору Открывайте инструкцию на станок с описанием сообщений или смотрите в ладдере в чпу или скачайте ладдер и смотрите в Fladder3
    • ДОБРЯК
      В МКЭ это классический modal-prestress анализ. Из МКЭ вы получаете только матрицу масс и матрицу жесткости. На этом МКЭ заканчивается. Дальше решайте как хотите. Вот Федор решает квадратное уравнение и получает первые собственные частоты.:=) Вопрос только в том какие силы нужно задать, чтобы получить начальные напряжения и как эти силы зависят от частоты вращения. Дальше матрица начальных напряжений суммируется с матрицей жесткости. Естественно данное суммирование меняет жесткость конструкции. Поэтому и говорят про преднапряженный модальный анализ. Основной вопрос какие силы нужно приложить в зависимости от частоты вращения, прежде чем делать статический анализ.  Но вы этот вопрос не освещает. Это ваше право не подумайте, что у меня есть какие то претензии.
    • Fedorly
      Вашему вниманию предоставляется программа, которая позволяет пакетно обработать DXF файлы разверток и получать Длину реза, Количество врезок, габариты развертки, миниатюру.  Полученные данный  легко сохраняются в PDF, Excel, txt и другие форматы. Дальше, полученные данные, могут быть применены в расчете себестоимости детали Скачать  
    • maxx2000
      такой дурной вопрос. Как сделать чтобы офлайн справка вызывалась на русском? перезаписать файлы английской справки русской или можно где-то, что-то подправить?
    • ДОБРЯК
      @Jesse может быть эта тема вам поможет понять почему частоты не меняются... https://cccp3d.ru/topic/83522-%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B0-%D0%BA%D1%8D%D0%BC%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B0-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%B2%D0%B0%D0%BB%D0%B0-%D1%81-%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%BE%D0%BC/?ysclid=lvrjkzdpez476841118
×
×
  • Создать...