Jump to content

Локальные пластические деформации в стальной конструкции

Guterfreund

By Guterfreund,
in Динамика и прочность

 Share Followers 0

Recommended Posts

Guterfreund

Guterfreund 75

Posted
Posted

Добрый день, ребята!

 

Вероятно получится на полях форума оперативно решить вот какой вопрос:

 

Рассчитана стальная конструкция (статика), расчет выполнен с учетом нелинейных свойств материала и больших деформаций. Результат - прочность обеспечена. В отчет я поместил результаты линейного расчета для данной нагрузки, чтобы можно было дополнительно клиенту посмотреть по категориям напряжений. На картинке имеются локальные зоны с напряжениями, превышающими предел текучести (картинку не могу представить из-за соображений конфиденциальности). В пояснениях к картинке я привожу фразу, что наличие зон с локальной пластической деформацией не влияет на статическую прочность конструкции. В общем, писал исходя из так сказать общепринятых подходов к оценке напряжений. Клиент же мне говорит, что напряжения в конструкции не должны превышать предел текучести в любой зоне (это его твердое личное мнение). Просит указать ссылку на государственный стандарт или иной документ, где прописано, что локальная пластическая деформация допустима. Сходу не могу припомнить где бы такое можно было найти? Не будет мыслей у коллег, куда посмотреть?

 

Единственно пока что нашел - фраза из СНиП по стальным конструкциям, что расчет необходимо производить с учетом неупругих деформации... 

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites


JAR

JAR 28

Posted
Posted

Зависит от конструкции. Если это сфера гражданского строительства, то ссылаемся на Еврокод: "Пластический статический расчет может применяться тогда, когда имеет место поворот конструкции в местах образования пластических шарниров в элементах или в соединениях." (соответствующий СНиП не знаю). Если машиностроение, то могут быть свои ограничения. Например, для конструкций того типа, над которой я сейчас работаю, вообще ни в одной точке конструкции не допустим выход из упругой зоны. Так что это не обязательно чье-то личное мнение.

Link to post
Share on other sites
Борман

Борман 2,401

Posted
Posted

Нигде в общих документах не найдете. Скорее всего в них не допускается пластики нигде. Нужно смотреть отраслевые документы заказчика. Вы же не знаете, что в них... может там действительно не допускается. Ведь это требования строже, чем "допускается" (которое вы ищите в ГОСТах) по-этому вполне жизнеспособно.

 

У нас в отдельных случаях пишутся отдельные "специальные" требования к проектированию, где оговаривается в т.ч. и НДС. В отдельных случаях даже допускаем до 2% деформации, которые в общем случае (не СНИПу) не допускаются.

Link to post
Share on other sites
Guterfreund

Guterfreund 75

Posted
  • Author
Posted
Например, для конструкций того типа, над которой я сейчас работаю, вообще ни в одной точке конструкции не допустим выход из упругой зоны

 

Можете описать в общих чертах, что это за конструкция и каким документом регламентируется? Если говорить о численных методах, то совсем без пластики уж слишком консервативно будет. Исключение, наверное, чистое растяжение плоской пластины...

 

Вся проблема в том, что результаты получены именно численными методами. Естественно, если считать аналитикой моя конструкция будет в пределах упругости. Но как и многие другие она содержит зоны резкого изменения геометрии и концентраторы. Там просто обязана быть пластика...


Нигде в общих документах не найдете. Скорее всего в них не допускается пластики нигде. Нужно смотреть отраслевые документы заказчика. Вы же не знаете, что в них... может там действительно не допускается. Ведь это требования строже, чем "допускается" (которое вы ищите в ГОСТах) по-этому вполне жизнеспособно.

 

У нас в отдельных случаях пишутся отдельные "специальные" требования к проектированию, где оговаривается в т.ч. и НДС. В отдельных случаях даже допускаем до 2% деформации, которые в общем случае (не СНИПу) не допускаются.

 

Я все-равно не могу всего этого понять. Если взять любую конструкцию с развитой формой даже при небольшом нагружении я получу пластику в зонах переходов и концентраторов по результатам численного анализа. А если учесть еще и то, что при расчете на статическую прочность концентрацию напряжений и точки сингулярнойстей мы вообще не разрешаем (не ищем сходимости), то там напряжения как известно стремяться к бесконечности.

 

Что же получается, людям старой закалки картинки по результатов численного анализа вообще показывать не стоит? Увидели красную точку и за голову хватаются...

Link to post
Share on other sites
Борман

Борман 2,401

Posted
Posted

Попробуйте пойти по пути осреднения напряжений/деформаций... по сечению, по толщине и т.п.

 

Ведь, например, как в газотранспорте. С учетом "неупругих деформаций" в трубе (балке) ищутся интегральные силы и моменты, потом эти силы делятся на площадь, а моменты на сопротивление и получаются нужные, вполне законные по СНИПу деформаци и напряжения, которые меньше текучести, даже если вначале была локальная текучесть.

Link to post
Share on other sites
Guterfreund

Guterfreund 75

Posted
  • Author
Posted
Попробуйте пойти по пути осреднения напряжений/деформаций... по сечению, по толщине и т.п.   Ведь, например, как в газотранспорте. С учетом "неупругих деформаций" в трубе (балке) ищутся интегральные силы и моменты, потом эти силы делятся на площадь, а моменты на сопротивление и получаются нужные, вполне законные по СНИПу деформаци и напряжения, которые меньше текучести, даже если вначале была локальная текучесть.

 

Все это для оценки сделано и в этом проблем нет. Что делать с результатом расчета МКЭ? Открыть фотошоп и закрасить зоны, превышающие предел текучести? Я сам понимаю, что на прочность эти так называемые сингулярные напряжения не повлияют, но к ним уже придрались. То о чем Вы говорите (осреднение, номинальные напряжения и пр.) это несколько другие вещи...

Link to post
Share on other sites
Борман

Борман 2,401

Posted
Posted
То о чем Вы говорите (осреднение, номинальные напряжения и пр.) это несколько другие вещи...
Для вас это другие, а для целой отрасли - законные.
Link to post
Share on other sites
Guterfreund

Guterfreund 75

Posted
  • Author
Posted
Для вас это другие, а для целой отрасли - законные.

 

@@Борман, Вы умный человек! Неужели Вы не понимаете о чем я пишу? Я не отрицаю существование вот этих вот "законных вещей", сам по ним считаю и оцениваю. Я сейчас о другом пишу, о МКЭ и его результатах... 

Link to post
Share on other sites
Vova

Vova 419

Posted
Posted
Все это для оценки сделано и в этом проблем нет. Что делать с результатом расчета МКЭ? Открыть фотошоп и закрасить зоны, превышающие предел текучести? Я сам понимаю, что на прочность эти так называемые сингулярные напряжения не повлияют, но к ним уже придрались. То о чем Вы говорите (осреднение, номинальные напряжения и пр.) это несколько другие вещи...

 

Оптимируйте структуру.

 

(вместо фотошопа  сделайте сетку покрупнее на этом месте и посчитайте "правильный" результат.)

Link to post
Share on other sites
Guterfreund

Guterfreund 75

Posted
  • Author
Posted
вместо фотошопа  сделайте сетку покрупнее на этом месте и посчитайте "правильный" результат

 

:clap_1: Почти что так и сделал...

Link to post
Share on other sites
JAR

JAR 28

Posted
Posted
Можете описать в общих чертах, что это за конструкция и каким документом регламентируется?

Это подъемный стол, регламентируется евронормами, которые требуют, чтобы в любой детали напряжения были ниже, чем 2/3 от предела текучести.

Там просто обязана быть пластика...

Пластика никому ничего не обязана. В столовой ложке с красивой гравированной ручкой сплошь одни концентраторы кругом, да еще химвоздействия, климатика и скачки температур, помимо циклических механических нагрузок. И ничего, никакой пластики.

людям старой закалки картинки по результатов численного анализа вообще показывать не стоит?

если речь о GlobalFEM, то картинки с напряжениями, действительно, ни о чем, толку от них нет. Если LocalFEM, то никаких красных точек не должно быть.

Link to post
Share on other sites
Vova

Vova 419

Posted
Posted

Я вообще заметил, что тут на форуме народ с сетками не парится. Все тетрами считают. А при таком подходе получить "политически правильный" результат не проблема.

Link to post
Share on other sites
Guterfreund

Guterfreund 75

Posted
  • Author
Posted
Это подъемный стол, регламентируется евронормами, которые требуют, чтобы в любой детали напряжения были ниже, чем 2/3 от предела текучести.

 

Расчет ка производится, МКЭ?

 

Пластика никому ничего не обязана. В столовой ложке с красивой гравированной ручкой сплошь одни концентраторы кругом, да еще химвоздействия, климатика и скачки температур, помимо циклических механических нагрузок. И ничего, никакой пластики.

 

Отчего же Вы так уверены, что никакой пластики? Я думаю, она там очень даже есть, правда очень локальная и незаметная...

если речь о GlobalFEM, то картинки с напряжениями, действительно, ни о чем, толку от них нет. Если LocalFEM, то никаких красных точек не должно быть.

я перестал Вас понимать... 

Link to post
Share on other sites
JAR

JAR 28

Posted
Posted
Расчет ка производится, МКЭ?

Да, МКЭ.

Отчего же Вы так уверены, что никакой пластики?

даже самый гадкий концентратор не дает прирост напряжений больше пяти. Скажем, по сечению брутто в ложке около 10 МПа, тогда в гравировке будет около 50 МПа "очень локально", до пластики далеко еще. Применяя в чистом виде теорию Гриффитса к, скажем, оконному стеклу, получим, что оно должно лопнуть от дождя... Этого же не происходит. Ни одна теория не описывает происходящее на 100%. 

"Красные точки" бывают, кстати, как раз при изучении раскрытия трещины, при рассмотрении быстропротекающих процессов типа попадания снаряда. В грамотной статической модели "красные точки" говорят или о не вполне корректном моделировании, или о каком-то артефакте типа "песочных часов". В крайнем случае, это могут быть красные области, но не в пределах одного элемента.

я перестал Вас понимать...

Я имею в виду тип решаемой задачи. Для силового расчета делают или как Борман советует, интегрируют по сечениям, или снимают сразу ВСФ, а по ним ведут подеталку. Напряжения в таком случае - справочная картинка, ни к чему не обязывающая и малоинформативная. Для поверочного расчета, напротив, ВСФ будут справочными величинами, для проверки, а зачетными - именно напряжения, и они должны быть как можно более похожи на настоящие.

Link to post
Share on other sites
Guterfreund

Guterfreund 75

Posted
  • Author
Posted

Ну давайте так: возьмем условный кронштейн, изгибаемый моментом

 post-26227-0-01191200-1430369183.png

 

Условно, предел текучести равен 235 МПа, на него и будем ориентироваться. Основная часть материала работает до предела текучести, переходная часть (углы) будет в пластике. Что Вы предлагаете в этом случае, снизить допускаемую нагрузку на данный кронштейн так, чтобы максимальное напряжение в нашем условном концентраторе не превышало предела текучести? Ну это уж слишком консервативно тогда. В этом случае любая конструкция будет весить тонны...

Link to post
Share on other sites
Борман

Борман 2,401

Posted
Posted

 

Что Вы предлагаете в этом случае

Все это пустая болтовня, пока нет критериев прочности.

А они могут быть разными для одной и той же железки для разных случаев использования. Например, если на кромку будет наклеено оптоволокно, или будет нанесено зеркальное покрытие, и т.п... или может этот уголок бросают в печь для переплавки, и вы рассчитываете удар о стену печи...

Link to post
Share on other sites
jtok

jtok 858

Posted
Posted (edited)

Что Вы предлагаете в этом случае, снизить допускаемую нагрузку на данный кронштейн так, чтобы максимальное напряжение в нашем условном концентраторе не превышало предела текучести?

Ну это уж слишком консервативно тогда. В этом случае любая конструкция будет весить тонны...

Обычно в таких углах вваривают пару косынок. Без них сварной шов скорее всего лопнет в этом месте.

 

UPD: Хотя что с косынками, что без них - концентратор есть и косынки никуда его не убирают, и напряжения падают с ними незначительно.

post-29001-0-28380600-1430379219_thumb.jpg

post-29001-0-19852700-1430379232_thumb.jpg

Edited by johntokarev
Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
 Share
Followers 0
Go to topic listing

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • EvilBear
      Помощь новичку Solidworks

      By EvilBear · Posted

      По умолчанию их нет, всё, что желтым отмечено добавлено вручную
    • Ветерок
      Помощь новичку Solidworks

      By Ветерок · Posted

      Кроме Примечания все значения есть в детали. Не надо придумывать новых свойств. А суммарную массу надо вычислять в итоговой таблице.
    • Ветерок
      Рёбра жестокости на криволинейных поверхностях

      By Ветерок · Posted

      Можно делать уклон от линии разъема. Или протягивать контур с уже скошенными гранями.
    • EvilBear
      Помощь новичку Solidworks

      By EvilBear · Posted

      Коллеги, приветствую. Подскажите, как сохранить определённые свойства списка вырезов сварной детали в некий шаблон?   Жёлтым отмечены свойства пользователя, которые я создал сам, и мне надо распространить их на все элементы списка выреза ниже, а также сделать так, что бы при создании нового сварного изделия они уже присутствовали в нём?   Спасибо.
    • Ademont
      Постпроцессор для Powermill 2024 под mach 3

      By Ademont · Posted

      Установить там такие настройки? не пойму, а это где настройки такие?
    • Anat2015
      Запчасти FANUC

      By Anat2015 · Posted

      Заказываем через Электростиль
    • livan
      1d элемент как применять?

      By livan · Posted

      "Обзор 1D элемента Инструменты CFD 1D системы используются так же, как инструменты CFD 3D, они используют «сетку» и определяют давление, поток и температуру с помощью этой сетки. Однако «Сетка» используется только на одной линии размерности, а не на трех. Рис. 1. 3D и 1D модели. Для разрешения внутренних потоков требуется большое количество ячеек, для таких внутренних потоков как этот существующие корреляции известны и широко проверены. Эти корреляции можно использовать в 1D, и можно эффективно удалить сетку в этом сечении, заменив 3D сетку, необходимую для разрешения потока внутреннего трубопровода, на альтернативную сетку с 1D элементами. Рис. 2. 3D и 1D сетки. В устройствах с высокой плотностью, таких как теплообменники, это может существенно сократить время расчета."     Это цитата из справки. Как тут картинки вставить?
    • djrandom
      Рёбра жестокости на криволинейных поверхностях

      By djrandom · Posted

      Сложные способы я знаю, в т.ч. и через изначальное построение отталкиваясь от плоскости разъема и дальнейшей подрезки через эквидистанту... Но, в таком случае, сначала надо построить ребра жесткости без уклонов, и уже после подрезки задавать уклон, и вот тут-то возникает такой нюанс, что вершина ребер получается разной ширины... Не сильно разной, но всё же. Просто подумал вдруг кнопка такая где-то есть, или настройка, а я о ней не знаю... Но, судя по всему, в SW2017 такого нет. Интересно, а в SW2024 ? данным способом ребра также получатся разного размера при вершине и основании, т.к. плоскость для отсчета уклона будет одна, а расстояние от этой плоскости до исходной криволинейной поверхности разное
    • maxx2000
      Рёбра жестокости на криволинейных поверхностях

      By maxx2000 · Posted

      Вариант в духе короля бобышек. - придать толщину на высоту ребра - нарисовать эскиз сетки рёбер - вытянуть с удаление материала задав уклон получим рёбра с уклоном в направлении линии разъёма  
    • куркуль
      Sinumerik 840 Dsl Токарно-фрезерный станок. Переключается шкала, маштабируется.

      By куркуль · Posted

      Это система безопасности на что то ругается. если просто то - с одного датчика идут два одинаковых сигнала. один скажем на контроллер, второй на контроллер безопасности. если они разные то уходит в ош. причём сигнал может появится, а ош. остаётся до ресета. вероятно пропадает OUTSE[1]
×
×
  • Create New...