Подскажите по теории

[elnino 15]

Здравствуйте.

Грузоподъемность бруска рассчитывается следующим образом:

F≤A[σ]

Если взять брусок с ушами из ст3 10х20мм, то грузоподъемность его должна быть - 10*20*360=72кН.

Если нагрузить такой брусок на, скажем, 50кН в SW, то получаем следующую картину:

Видно что появляются локальные напряжения в местах стыков с ушами, где напряжения превышают предел прочности.

Вопрос: сломается ли брусок, и если нет, то что с ним случится?

Извиняюсь за нубский вопрос.

Заранее благодарю за ответы.

[Павлуха 524]

Здравствуйте.

А Вас галтели делать не учили?

[Борман 2 397]

Вопрос: сломается ли брусок, и если нет, то что с ним случится?

А что такое [σ] ?

 

Понятно, что это допускаемые напряжения. А вот какие напряжения ? Подробнее тут http://cccp3d.ru/topic/73461-lokalnye-plasticheskie-deformatcii-v-stalnoi/

 

Если σ - это локальные напряжения, один разговор, если это средние растягивающие по опасному сечению - другой. Чувствуете разницу ?

[AlexKaz 1 851]

А Вас галтели делать не учили?

Кстати да, и галтель - концентратор, коэффициенты можно глянуть у Писаренко в сопромате или даже в курсовом проектировании по деталям машин на примере валов с галтелями и выточками. Всяко-разно в локальной области троекратного превышения не будет; и концентраторы больше влияют на коэффициент запаса при циклическом нагружении (вот это я убедился в курсаче, а запомнил со слов Соклакова ).

сломается ли брусок

Вы деформации не учитываете? Видно, что у концентратора сечение большей частью в неопасной зоне, имеет место пластический шарнир (причём похоже по всему бруску).

Если σ - это локальные напряжения, один разговор, если это средние растягивающие по опасному сечению - другой. Чувствуете разницу ?

Борман, подскажите пожалуйста, а где можно посмотреть про средние растягивающие. Что-то интересно, по какому объёму/площади их осредняют.

Изменено 20 июня 2015 пользователем AlexKaz

[elnino 15]

Вы деформации не учитываете? Видно, что у концентратора сечение большей частью в неопасной зоне, имеет место пластический шарнир (причём похоже по всему бруску).

Я всю жизнь проектировал конструкции, так что бы они не выходили за предел текучести материала.

А теперь мне понадобилось узнать допустимое усилие до разрыва.

Требуется посчитать, какой удар выдержит заградительное препятствие при наезде автомобиля.

У меня получается вот такая картина:

И я не понимаю как истолковать эти результаты.

*Материал: σт=200, σв=360.

Подскажите пожалуйста, как правильно проводить такой расчет и какие главы сопромата в каком учебнике проштудировать.

Заранее благодарю за ответы.

[vl 327]

Требуется посчитать, какой удар выдержит заградительное препятствие при наезде автомобиля.

Подскажите пожалуйста, как правильно проводить такой расчет и какие главы сопромата в каком учебнике проштудировать.

 

Правильно делать расчет на удар в явных решателях типа LS-Dyna или Abaqus Explicit.

Для оценки препятствий моделируется сам автомобиль и его наезд на препятствие.

Есть даже стандартный тест для испытаний заграждений - там наезд делает автобус. У нас в РФ за стандарт берутся старые Лиазы.

Делали подобное.

Из глав можно посоветовать прочитать теорию пластичности, механику разрушений. Но боюсь они лишь частично помогут в решении такой задачи описанным выше способом. 

На вашем уровне скорее всего придется сильно все упрощать. Например к тому, сколько энергии способна поглотить ваша конструкция

А теперь мне понадобилось узнать допустимое усилие до разрыва

а вот это вообще веселая задача.

 вот именно в такой постановке  решать ее можно, но очень заморочно. Ищите по ключевому слову GISMO (модель материала в LS-Dyna)

но лучше смените постановку вопроса на что то попроще - типа, мне надо чтобы максимальные напряжения были бы ниже предела прочности. И тогда, если выше предела, то конструкция просто не проходит.

Тогда вы сможете решить ее более менее корректно 

[elnino 15]

На вашем уровне скорее всего придется сильно все упрощать. Например к тому, сколько энергии способна поглотить ваша конструкция.

Я итак уже сильно упрощаю задачу, правда не знаю на сколько корректно.

Известно что машина наезжает на препятствия только колесами, при этом должна разрушаться подвеска, и машина должна переставать воздействовать на препятствие, т.е машине делается подсечка ))

Предположим, что для разрушения к подвеске достаточно приложить 130кН. Тогда я нагружаю препятствие на эти 130кН и считаю, что в такой постановке задачи мне не нужно домножать результат на динамический коэффициент. Таким образом задача сводится к статике.

Поправьте меня, если мои выкладки не верны.

 

Теперь, если отстраниться от самой задачи, мы имеем результат статического нагружения, которое требуется правильно интерпретировать, с чем у меня возникают большие проблемы.

[AlexKaz 1 851]

какие главы сопромата в каком учебнике проштудировать

Из сопромата - Писаренко, глава "Расчёты на ударную нагрузку" https://cloud.mail.ru/public/FFWD/asGX8WVNG

[vl 327]

реально динамическая нагрузка может быть больше чем 130кН, прежде чем подвеска успеет разрушиться. Вот здесь как раз и нужен динамический коэффициент или расчет динамики.

Но, допустим, вы берет 130кН в качестве порогового, в конце концов, всплеск силы будем считать коротким.

Чтобы корректно интерпретировать показанный результат, надо понимать какая именно модель материала у вас используется

[elnino 15]

Чтобы корректно интерпретировать показанный результат, надо понимать какая именно модель материала у вас используется

Используется ст3кп: σт=200, σв=360. Или под "моделью материала" имеется ввиду что то другое?

[soklakov 1 485]

Или под "моделью материала" имеется ввиду что то другое?

Угу. Что-то вроде "модель с билинейным изотропным упрочнением".

Для начала можно взять по Прандтлю, это когда Вы не учитываете упрочнение после начала течения материала.

Явную динамику считать круто, но сложно. Договорившись с самим собой о модели материала, можете провести расчет по предельному состоянию, где в качестве критерия наступления этого самого предельного состояния можно принять превращение конструкции в механизм. Чаще всего к этому приводит образование пластического шарнира (сечение потекло целиком), но может понадобится и образование нескольких пластических шарниров. В этом еще одна причина не учитывать упрочнение, иначе постпроцессить неудобно.

То есть можно выводить область детали, охваченную пластической деформацией (например, выше 0,2%) и следить, при какой нагрузке она захватит всё сечение. Эту нагрузку считать критической.

 

Но это всего лишь варианты до тех пор, пока не ясна задача:

 

А теперь мне понадобилось узнать допустимое усилие до разрыва. Требуется посчитать, какой удар выдержит заградительное препятствие при наезде автомобиля.

По факту, Вам вряд ли нужно усилие. Нужно либо чтобы конструкция выдержала нагрузку, либо чтобы не выдержала. А может быть нужно, чтобы она ломалась при строго фиксированной нагрузке. В последнем случае задача крайне усложняется.

[elnino 15]

По факту, Вам вряд ли нужно усилие. Нужно либо чтобы конструкция выдержала нагрузку, либо чтобы не выдержала. А может быть нужно, чтобы она ломалась при строго фиксированной нагрузке. В последнем случае задача крайне усложняется.

 Нужно чтобы конструкция выдержала нагрузку.

[soklakov 1 485]

Нужно чтобы конструкция выдержала нагрузку.

Это еще не всё. Иначе бы Вы считали в упругой постановке. Вероятно, хочется еще не сильно материалом потратиться. К тому же нагрузка разовая, пластику можно.

Навскидку, предложенная Выше схема подойдет, определенный консерватизм будет обеспечен. Окончательное решение все равно за Вами

[elnino 15]

Да, нагрузка разовая, работоспособность препятствия после наезда не играет роли, иначе придется перезакладывать металла или делать принципиально другую конструкцию.

 

И все-таки, хотя бы на примере из первого поста, хотелось бы понять в общих чертах методику. Как узнать, сломается полностью или только, скажем, надорвется?

[soklakov 1 485]

Как узнать, сломается полностью или только, скажем, надорвется?

Заложить нелинейную модель поведения материала, оценить область, в которой деформации превышают предельные.