Консультация по расчету apdl

[newansysuser 0]

Здравствуйте.

 

Есть учебная(студенческая), для давно знакомых с ансисом, простая задача.

Я новичок и хотелось бы проконсультироваться по многим вопросам, начиная от выбора расчетной схемы и заканчивая вопросами реализации, с последующей проверкой выполненных мною действий.

 

Кто готов помочь, пишите в лс, + свои требования за помощь.

 

[Борман 2 375]

Пишие либо сюда, либо сюда.

[newansysuser 0]

Есть стержень определенной длины (ползучие свойства, плоская постановка).

По неподвижному стержню с заданной скоростью нужно "проехаться" распределенной нагрузкой (сверху) той же длины и роликами с контактным взаимодействием (снизу). (ролики расположены на заданном расстоянии друг от друга, параллельны нагрузке).

 

Есть набросок кода, однако остаются вопросы:

1) по заданию ползучих свойств. модель выбрана, но надо ли сначала решать с упругими.

2) вопрос по настройкам контакта. какую поверхность использовать в качестве contact/target (если принимать в расчет жесткость роликов - ролики target, а если прямолинейность и протяженность стержня - стержень  target)

3) Проблемы с движением распределенной нагрузки.

если руководствоваться алгоритмом сначала добавления q (q - нагрузка на 1 узел) на узлы слева направо, а когда нагрузка заполнит весь стержень, последовательное удаление нагрузки в том же направлении, по какому критерию узнавать номер соседнего (правого узла).

4) как организовать цикл переноса нагрузки:

*do

time, x  !что бы каждая итерация выполнялась за определенное время,

тело цикла

solve

*enddo

или 

 

time,y

*do

тело цикла

solve 

*enddo

где y - общее время

 

5) как одновременно учесть перемещение роликов.

Можно выделить их линии и задать перемещение, но двигаться они должны одновременно с нагрузкой, следовательно в цикле, но перед ним для выделения узлов под нагрузку надо использовать команды выбора, линии от роликов тоже надо выбирать, (я про команды lsel, nsll).

[Fedor 1 597]

"ползучие свойства" - интересно это какие :)

[newansysuser 0]

нелинейное поведение материала (модель ползучести). :)

Изменено 8 января 2015 пользователем newansysuser

[Борман 2 375]

1) по заданию ползучих свойств. модель выбрана, но надо ли сначала решать с упругими.

Механики вас не понимают. Решать не обязательно... разве что проверить общую постановку.

 

2) вопрос по настройкам контакта. какую поверхность использовать в качестве contact/target (если принимать в расчет жесткость роликов - ролики target, а если прямолинейность и протяженность стержня - стержень  target)

Критерий "по жесткости" в приоритете.

 

 (q - нагрузка на 1 узел).

 Строго говоря, это не распределенная нагрузка. У распределенной нагрузки на крайних узлах будет по q/2 (это у линейных элементов).

 

по какому критерию узнавать номер соседнего (правого узла).

Попробуйте сдепить условие из команд APDL -

NODE(X,Y,Z)

NNEAR(N)

 

Остальное тяжелопонимаемо...

[newansysuser 0]

 

Строго говоря, это не распределенная нагрузка. У распределенной нагрузки на крайних узлах будет по q/2 (это у линейных элементов).

 

я хотела сделать так:

1) выделяю линию, узлы на ней, прикладываю распределенную нагрузку

lsel,s,,,6

nsll,s,

sf,all,pres,q

2) узнаю сколько всего узлов на выделенной линии:
*GET,nuzlov,NODE,0,COUNT 

3)делю нагрузку на количество узлов:

q_one=q/nuzlov.

 

и дальше этот q_one прикладываю или удаляю по в цикле.

 

 

 

 

 

 

Попробуйте сдепить условие из команд APDL - NODE(X,Y,Z) NNEAR(N)

 

Предположим, есть узлы: 1,2,3 (расположены по возрастанию координаты x)

номер первого я найду зная координаты  NODE(X,Y,Z)

номер второго найду с помощью NNEAR(N)

и к третьему буду переходить с помощью NNEAR(N). но как произойдет выбор перехода, ведь относительного 2го узла и первый и третий ближайший? :)

Изменено 8 января 2015 пользователем newansysuser

[Fedor 1 597]

А что это за модель. Обычно ползучесть это изменение деформаций при постоянной нагрузке, а у Вас меняется нагрузка насколько понимаю :)

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B7%D1%83%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2

[Борман 2 375]

редположим, есть узлы: 1,2,3 (расположены по возрастанию координаты x) номер первого я найду зная координаты  NODE(X,Y,Z)

Если у вас шаг между узлами одинаковый, то задача упрощается...

ni=node(xi,y,z)

 

ведь относительного 2го узла и первый и третий ближайший? :)

Сдвинтесь на микрончик...

n3=node(nx(n2)+0.01,ny(n2),nz(n2))

 

1) выделяю линию, узлы на ней, прикладываю распределенную нагрузку

lsel,s,,,6

nsll,s,

sf,all,pres,q

А еще лучше так...

lsel,s,,,6 

nsll,s, 

nsel,r,loc,x,-10000,xi 

sf,all,pres,q

 

 

 

[newansysuser 0]

А что это за модель. Обычно ползучесть это изменение деформаций при постоянной нагрузке, а у Вас меняется нагрузка насколько понимаю :)

Модель отлитого, еще не успевшего полностью затвердеть и остыть слитка. :) 

 

Борман, спасибо! Попробую.

Изменено 9 января 2015 пользователем newansysuser

[Fedor 1 597]

Механика не знает слитков. Наверное все-таки пластичность используете. По крайней мере Хилл через нее описывал технологические задачи прокатки и прочие.  Если температура более 600 градусов Цельсия, то такая сталь имеет практически нулевой модуль упругости...

[newansysuser 0]

Механика не знает слитков

Справедливо. Слиток = стержень.

Пластичность и Хилл  - интересный вопрос.

Стержень затвердел снаружи и может иметь жидкую фазу внутри.

В этом вопросе я ориентируюсь на исследовательский факт:
" исследования свойств непрерынолитой стали при характерных температурах показывают, что основным фактором, определяющим деформирование материала является процесс ползучести".

[Fedor 1 597]

Думаю это не стержень. Какие это характерные температуры ?  Если стержень вроде конфеты с мягкой начинкой, то это не простой объект. При воздействии роликов по идее какая-то часть температура которой ниже 600 градусов будет вести себя упруго или упругопластично, а внутренняя будет перетекать по мере изменения давления.  То есть что-то вроде трубы с начинкой получается...  Ну и пластичность в смысле механики требует постоянства напряжений. Ну или еще релаксация того же рода. С ее помощью снимают напряжения при сварке... Есть , конечно, высокотемпературная ползучесть, она обычно в реактивных двигателях, турбинах бывает. Но там напряжения постоянны или мало меняются, а деформации растут ...

Кстати, это ограничивает обычно кпд тепловых машин :)

[newansysuser 0]

 Какие это характерные температуры ? 

 

Температуры, характерные для непрерывной разливки стали.

 

Сталь разливается непрерывно. 

Основной технологической функцией зоны вторичного охлаждения является создание оптимальных условий для полного затвердевания непрерывно отливаемого слитка.

 

Моя цель - моделирование поведения изделия, (все таки стержня) на участке зоны вторичного охлаждения.

[Fedor 1 597]

Температуры, характерные для непрерывной разливки стали  - так цифры нужны, а не характерная лирика. :)   Вас же интересует изменение сечения, насколько понимаю. А если сечение не меняется, то полное затвердевание это тепловая задача. Для достижения температуры около 660 градусов.  Нужна хотя бы температура входа в зону и выхода. Хотя бы средняя по сечению...  Не понятно чего Вы хотите считать ?

Если расстояние между роликами, то логично у входа поставить погуще, а у выхода пореже.  Если принять модель ползучести, то не мудря можно ввести эффективный модуль ползучести типа того как строители делают для железобетона на основе линейной теории ползучести, насколько помню. Там он зависит от влажности окружающего воздуха, а у Вас он будет зависеть от температуры. Тогда шаг можно назначать добиваясь одинакового прогиба от собственного веса между роликами. Нормальная задача получится...  

[sapr3000 6]

Если принять модель ползучести, то не мудря можно ввести эффективный модуль ползучести типа того как строители делают для железобетона на основе линейной теории ползучести,

Нельзя все задачи сводить к железобетону и к тому, как совершенно другие задачи решают строители.)

[newansysuser 0]

Температуры, характерные для непрерывной разливки стали  - так цифры нужны, а не характерная лирика. :) 

Есть начальная температура, которая константой входит в модель Нортона. Т0=41000К.

 

Вас же интересует изменение сечения, насколько понимаю. А если сечение не меняется, то полное затвердевание это тепловая задача. Для достижения температуры около 660 градусов.  Нужна хотя бы температура входа в зону и выхода. Хотя бы средняя по сечению...  Не понятно чего Вы хотите считать ?

Я пока что хочу просто взглянуть на вид изогнутой оси стержня, оценить размеры прогибов при разных скоростях движения, возможно, при разных положениях роликов.

[Fedor 1 597]

Температура плавления стали около 1500 градусов Цельсия. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C   Что-то не реальные цифры приводите.  Прогибы и при балочке заделанной с двух сторон можете оценить, а через скорость найти примерное среднее время и так оценить величину деформации ползучести. Чем больше время, тем больше прогиб. Хотя скорости большие и вряд ли особо сказываются...

[newansysuser 0]

Прогибы и при балочке заделанной с двух сторон можете оценить, а через скорость найти примерное среднее время и так оценить величину деформации ползучести. Чем больше время, тем больше прогиб. Хотя скорости большие и вряд ли особо сказываются...

 

У меня есть аналитический расчет:

 

 Таким образом, избавившись от времени (перейдя в его систему отсчета) мы на участке на опорах видим одну и ту же картинку прогибов, несмотря на то, что стержень движется.

Ролики заменяю на реакции, через которые выражается момент, а прогиб выражается через вторую производную от кривизны.

В результате расчета получаю картинку прогибов (отражение общего характера поведения, значения ординат, возможно, надо подкорректировать коэффициентами, которые первоначально брались за 1)

Необходимый результат достигнут.

Но мне очень хочется попробовать получить подобный график с помощью ansys, для сравнения общего вида, значений прогибов. 
"Поиграть" параметрами, которые можно варьировать.

Интересен также сам процесс работы в ansys.

[Fedor 1 597]

Чем отличается k от k(t) ? И что такое k ?  И почему какой-то горб?  И что за единицы ? И вообще это не математическая постановка задачи. И опоры явно не в цифрах 1, 2 и т.д. В них должны быть тоже примерно нулевые производные если это прогибы. Можете решить чисто статическую упругую задачу для начала и убедиться. При ползучести просто будут  большие величины, но не характер. В строительстве просто берем примерно 0.3 модуля упругости бетона и так и считаем прогибы. То есть они в 1/0.3 раза больше чем в простой упругой задаче...

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D0%B2%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B0  как то сильно архаично Вы смотрите на вопрос. Сейчас уже не пользуются такими технологиями... :)

Видите волну от одного максимума до другого, это и есть расстояние между роликами. Найдите по этому эффективный модуль упругости учитывающий ползучесть бруса и с ним и решайте простейшую линейную задачу в ансисе :)