Полезные советы начинающим

[soklakov 1 485]

В 10.12.2014 в 21:06, Борман сказал:

Я решил задачу на собственые частоты. У меня получились огромные перемещения. А наряжения вообще выше предела прочности. Что я делаю не так?

Самое главное, что здесь нужно запомнить: чтобы определить отклик системы на сообщенный импульс, нужно знать величину этого импульса (или энергии, в этом контексте некритично).

 

Модальный анализ, известный на Руси как анализ собственных частот конструкции, имеет своей целью отыскать собственные частоты конструкции и формы колебаний. Можно попробовать угадать, а под какой же нагрузкой ищутся эти формы и частоты? И ответом будет - ни под какой. Постановка задачи не предполагает наличия каких-либо нагрузок. Частоты и формы собственных колебаний - это то, как ведет себя конструкция, когда никаких нагрузок уже нет. Может они и были, но когда мы наблюдаем собственные формы колебаний в реальности - речь идет об отсутствующей нагрузке.

 

Вот только в реальности, хотя нагрузки уже и нет, но она ведь была и была вполне конкретной величины. Поэтому мы наблюдаем колебания вполне конкретной амплитуды. А внутри компьютера мы придумали хитрый способ сократить дорогу - решить задачу о поиске собственных чисел. Естественно, нужно было определенным образом сформулировать уравнение, в котором будем искать собственные числа.

 

Вообще, уравнение динамики выглядит так: mu''+cu'+ku=f (сила, приложенная к телу, будет скомпенсирована упругими силами в теле, силами вязкого сопротивления и силами инерции).

И можно было бы задать некоторую f, которое бы импульсно воздействовало на конструкцию, после чего исчезала бы. Мы бы решали это уравнение(точнее систему) каким-нибудь явным методом, вспомнили бы фамилию Рунге-Кутта, а может быть и не вспомнили, не важно. Но в результате получили бы поведение похожее на реальность - после снятия нагрузки конструкция колеблется по какой-либо форме колебаний или по их суперпозиции. На самом деле это всегда будет суперпозиция, просто при удачном стечении обстоятельств будет одна ярковыраженная форма. Как и в эксперименте. И так даже иногда делают, но это жутко заморочно и сложно.

 

Лучше просто отбросить эту f из уравнения! Далее, как правило, пренебрегают вязкостью - исчезает среднее слагаемое. Ну и на сладкое: предполагают, что u - это гармоническая функция - синусоида фиксированной частоты. Следует заметить, что отброшенная f - как раз и отвечала за энергию, сообщенную системе. После небольших математических преобразований приходят к уравнению, в котором и ищут собственные частоты и формы.

 

Собственная частота - это число, скаляр. А вот соответствующая ей форма - это вектор. При чем в двух смыслах сразу. Во-первых, как матрица - он имеет один столбик и много строк. А во-вторых, поскольку характеризует поле перемещений, описывает векторную величину и характеризуется тремя компонентами.

 

Одна собственная форма - это одна частота плюс амплитуда каждого узла. То есть это довольно много чисел. И они разные, как несложно догадаться. В некоторых точках амплитуда равна нулю - это места закрепления. А в некоторых точках амплитуда максимальна. И вот тут-то самый сложный момент. Максимальна - это сколько? Энергии ж нисколько не сообщали.

Дак нисколько и есть.

 

Но чтобы иметь хоть какой-то результат придумали нормировать уравнение на массу. Вообще говоря, нормировать можно было на что угодно, но всем понравилось на массу. То есть как бы задаться некоторой условной энергией воздействия, для которой хранить и отображать результаты собственных форм. Амплитуда отклика при этом не будет нести никакого физического смысла. Ни перемещения, ни напряжения, которые с точностью до модуля упругости градиент поля перемещений.

 

Еще разок:

 

наблюдаемые в результате модального анализа амплитуды перемещений и напряжений не имеют никакого физического смысла.

[Борман 2 397]

1 час назад, soklakov сказал:

Рунге-Кутта

Во имя моего препода по численным методам !!!

https://ru.wikipedia.org/wiki/Метод_Рунге_—_Кутты

ЫЫЫЫЫЫЫ.

1 час назад, soklakov сказал:

То есть это довольно много чисел.

А еще есть ГОСТ на любимые числа.. ну если не знаешь, какие взять 

http://docs.cntd.ru/document/1200009578

[Chardash 307]

В 23.03.2016 в 14:18, VSM сказал:

Хотелось бы узнать, как оценить....

Если интересно, можете также сами сделать тест для процессора. Для этого нужны исходники LAPACK или LINPACK. Скомпилировав, получив екзешник, оцените количество Flops https://ru.wikipedia.org/wiki/FLOPS своего компьютера

[Борман 2 397]

Вопрос:
Я тут железку посчитал(а) – не пойму, проходит или нет?
 
Ответ:
Буду предполагать, что вы не просто считаете железки, а обеспечиваете их прочность, или, более широко, надежность. А коли так, то призываю вас не игнорировать весь накопленный человечеством опыт по обеспечению надежности железок, аналогичных вашим. Этот опыт называется ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ.
 
На этом этапе у вас в голове начинается негодование, что вас опять отправляют в космос обозначений или бросают в пропасть непонятных формулировок. Вы плюёте на вторую страницу ГОСТа с его авторами и говорите, что вы сами_с_усами. Повторно открываете свою ненавистную модель, видите надоевшую красноту, которая по легенде соответствует уровню «ЖОПА». Показываете своему шарящему другу, который уверенно заявляет про сингулярность и советует забить на нее, потому что он уже дофига железок с сингулярностями посчитал и всё пучком и все эти ГОСТы-шмосты написаны для динозавров, которые до сих пор в экселях считают на восьми ядрах.
 
Но рано или поздно, когда вы насчитаете достаточное количество подобных железок, вы начинаете вспоминать, как начинали мямлить, когда вас спрашивали про напряжения в этой железке. Стеснялись серьезному человеку выдать совет вашего шарящего друга «ЗАБИТЬ». Возникает желание вести себя более уверенно и самому верить в то, что ты говоришь.
 
Итак, ГОСТ. Еще бывает СНИП, СП, и т.п. Бывают отраслевые стандарты, которые приняты в вашей организации или производственной отрасли, которые, обычно, не противоречат вышестоящему ГОСТу, если таковой имеется. Недостаточно иметь просто ГОСТ по расчету железки. Все ГОСТы тоже относятся к различным отраслям, железки в которых могут иметь разное назначение и требования к надежности. Это я к тому, что железку можно считать по конкретному ГОСТ только тогда, когда она спроектирована по другому, вполне определенному ГОСТу «на проектирование». Приведу пример из практики… Частенько иностранные заказчики лезут на наш рынок c проектами, выполненными по иностранным стандартам, например, ASME. Эти стандарты включат в себя как требования к проектированию, так и требования к прочности/надежности. Но для наших государственных экспертиз требуется, в частности, соответствие ГОСТ РФ в части обеспечения надежности. Как вы понимаете, соответствие одного другому, по-умолчанию, не наблюдается. Бывает, что даже базовые вещи, такие как толщины и материалы подлежат корректировке.
 
По большому счету, ГОСТы на проектировании одной и той же железки для разных отраслей отличаются, в части надежности целевым уровнем надежности, который к этой железки предъявляется. Две девятки, три , четыре и т.д. Для этого в ГОСТы и «на проектирование» и «на расчеты» вводятся всяческие коэффициенты. Это всё коэффициенты надежности (в широком смысле). Коэффициент надежности выполняемой функции, надёжности достоверности заявленных механических свойств, надежности по непревышению уровня нагрузки и т.п. Именно комплексное применение коэффициентов надежности ПО-УМОЛЧАНИЮ обеспечивает требуемый уровень надежности в случае, если проектирование выполнено по нужному ГОСТ, а не просто как-то спроектировано. Почему это важно? Допустим целевой уровень надежности железки – четыре девятки, ГОСТу «на расчет» удовлетворяет. И если эту железку установить в поле – то надежность четыре девятки, а если в городе, то три. А все потому, что ГОСТ «на проектирование» предписывает устанавливать подобные железки только на открытой местности исключая районы Крайнего Севера. Понятно, что это не влияет на прочность, но влияет на надежность… Но это лирика. Итак, коэффициенты надежности делают из нормативного значения расчетное. Это универсальные термины. Из нормативной нагрузки – расчетную, из нормативных сопротивлений – расчетные.
 
В ГОСТе нужно найти ответы на три вопроса «Как считать?», «Что считать?», «С чем сравнивать?»
 
Как считать? 
Обычно нужно определить расчётные нагрузки и их сочетания. Тут нечего бояться. В ГОСТЕ очень любят рассказывать, как с помощью трехэтажных формул получить правильное напряжение/силу/перемещение, после чего пишут «если хотите, то можете выполнять расчет с использованием специализированных программ». И это не Эксель. Это наш случай. Наконец-то ты добрался до АНСИСа, резвись как хочешь. Обычно в ГОСТах сплошным и мутным текстом пишут, что и где можно упростить, откуда какие свойства взять и т.п. Надо по этой мути научиться лазить.
 
Но не забывай о главном. Что считать? Бывает, что критерии прочности записываются в силах/моментах, в перемещениях по определенному направлению, в отдельных компонентах напряжений, в деформациях, в полных или пластических, или в их хитрых комбинациях. Прошли те времена, когда ты твердой рукой умело вычислял эквивалентные напряжения по Мизесу для деревянной или ж/б конструкции или грунтового массива. 
 
 
С чем сравнивать? Это называется «допускаемое» значение. Правильнее говорить «допускаемое по ГОСТ «Название». Соответствующий ему запас называется «запас [прочности] по ГОСТ» который, разумеется не равен запасу [прочности] фактическому. Тут нужно понимать, что запас прочности по ГОСТ равный единице говорит лишь о том, что достигнуто целевое количество девяток в требованиях по надежности. Железка удовлетворяет требованиям ГОСТ. Обычно единица не означает, что железка стоит на пороге смерти, обычно до него еще достаточно далеко. Обычно допускаемые напряжения связаны с расчетными значениями сопротивлений, иногда одни равны другим. Допускаемые напряжения могут быть выше предела текучести, иногда могут быть даже отрицательными. Иногда нормируемая величина вообще является чисто синтетической, но, тем не менее, законной по ГОСТу, а допускаемая – вполне себе реальная и ощутимая.
 
И да... я в своей практике не припомню узаконенного критерия прочности металлических изделий, в котором нормируется максимальный уровень локальных напряжений.

[piden 2 874]

Маэстро, да у вас никак вдохновение!

 

Траверса сделала таки свое дело 

[SHARit 2 822]

Может в первом посте разместить? Он теперь закреплен.?

[soklakov 1 485]

В 16.01.2018 в 16:27, Борман сказал:

И да... я в своей практике не припомню узаконенного критерия прочности металлических изделий, в котором нормируется максимальный уровень локальных напряжений.

О, кстати! Приходилось ли встречаться с правилом 3Sm для оценки малоцикловой усталости?

Если да:

1. оно в каждой точке должно выполняться? (ну так, по логике, а не по госту)))

2. нет ли информации о теоретических предпосылках этого правила?

[Борман 2 397]

Только что, soklakov сказал:

О, кстати! Приходилось ли встречаться с правилом 3Sm для оценки малоцикловой усталости?

Если да:

1. оно в каждой точке должно выполняться? (ну так, по логике, а не по госту)))

2. нет ли информации о теоретических предпосылках этого правила?

Не встречал.. Самое экзотическое обеспечение циклической прочности я видел в ASME B31.х, даже сразу не понял о чем речь - один индус по фамилии Кумар потом рассказал.

Для каждой стали для проектного числа циклов по простенькой кривой определяется некий коэффициент.. в районе 0.8 у меня получался. И этот коэффициент вешается на статическое допускаемое напряжение - тем самым обеспечивается "циклическая прочность по ASME B31.x". Наши, конечно, более изобретательны.

 

3Sm - это что, три средних напряжения цикла ??? 

[soklakov 1 485]

1 час назад, Борман сказал:

3Sm - это что, три средних напряжения цикла ??? 

не, три допускаемых.

сумма первичных и размахов должна быть не больше трёх допускаемых.

[Борман 2 397]

2 часа назад, soklakov сказал:

2. нет ли информации о теоретических предпосылках этого правила?

Есть. Из дома ближе к вечеру напишу.

[soklakov 1 485]

31 минуту назад, Борман сказал:

Есть. Из дома ближе к вечеру напишу.

агонь) спасибо

[Борман 2 397]

8 часов назад, soklakov сказал:

Приходилось ли встречаться с правилом 3Sm для оценки малоцикловой усталости?

Если да:

1. оно в каждой точке должно выполняться? (ну так, по логике, а не по госту)))

2. нет ли информации о теоретических предпосылках этого правила?

Все в рамках нечеткой логики.. :)

 

Можно рассуждать так..  Раз усталость малоцикловая, значит опасные напряжения близки к пределу прочности. Это первое.

Второе. Во многих нормативках (это не поэтическая вольность, а факт), в частности ГОСТ по сосудам и аппаратам, ГОСТ по трубопроводам на площадках и ASME B31.3, В31.9 (это стандарты тоже описывают трубопроводы на площадках) допускаемые напряжения считаются как..

Причем если для российских сталей все таки определяющим является Sy/1.5, то для американских сталей ASTM такой перекос свойств, что допускаемые определяются как Sb/3.0. Так что умножив на 3,0 допускаемые мы угадаем в предел прочности.

 

Думаю, если в тебя русская аустенитная или американская сталь - то я угадал.

Изменено 18 января 2018 пользователем Борман

[soklakov 1 485]

11 час назад, Борман сказал:

Думаю, если в тебя русская аустенитная или американская сталь - то я угадал.

у меня международные нормы, построенные преимущественно на базе французских атомных, включившие также "лучшее"(по заверениям создателей) от ASME и ПНАЭГ.

меня вполне устраивает такое объяснение и оно мне кажется действительно логичным) еще раз спасибо!

[jtok 857]

Контрольные точки перед запуском анализа: #FEAchecklist!

Всзято c https://enterfea.com/before-you-run-analysis-fea-checklist/

Before you run an analysis - FEAchecklist - ru.pdf

[jtok 857]

Гуглопереводчик такой гугло)):

"Существуют ли какие-либо местные механизмы? Иногда, когда вы используете жесткие ссылки или другие элементы, вы можете вызвать локальный механизм (например, три петли в строке). Это будет беспорядок, чтобы найти - просто изложите это в виду, завязывая!"

[piden 2 874]

"Не пойми меня на это! В большинстве программ гражданского строительства автоматически применяется самомассаж."

[Борман 2 397]

Бывает модуль упругости статический, бывает динамический. Который используется при вычислении скорости распространения упругих волн..

- В металле ?

- В грунте ?

[soklakov 1 485]

6 часов назад, Борман сказал:

Бывает модуль упругости статический, бывает динамический.

Бывает жесткость амортизатора статическая, а бывает динамическая. Только это не жесткость разная при разных нагрузках, а...

"когда будешь считать статику - бери такую жесткость, а когда динамику - вот такую. тогда твои результаты линейных расчетов будут лучше в нелинейный эксперимент попадать." Потому что эти жесткости взяты из экспериментов.

 

С модулем упругости не такая же песня? 

Для звукоизоляционных материалов проводят не статические испытания, а динамические - колебаниями. Стали из параметров эксперимента считать модуль упругости - чего-то насчитали. Но не попали в величину, определенную из статического эксперимента. Решили назвать новую величину "динамической жесткостью", раз от статической отличается. Записали ГОСТ как определять динамическую жесткость. Всё, можно пользоваться и нормировать. Но подставлять ее в расчеты...

 

6 часов назад, Борман сказал:

Который используется при вычислении скорости распространения упругих волн.

в общем, по мне - статический. хотя смотря чего считать, может будут подробности истории?

 

[Борман 2 397]

49 минут назад, soklakov сказал:

подробности истории?

При попытке расчета скорости волн в грунте через стат. модуль упругости (~30МПа) и плотность (~2000) получаются маленькие значения.

[soklakov 1 485]

15 минут назад, Борман сказал:

получаются маленькие значения.

по сравнению с чем?