Сжимающая нагрузка, изменяющаяся линейно (изгиб пластины)

[Дмитрий 1990 1]

Здравствуйте! Подскажите как задать сжимающую нагрузку, изменяющуюся по линейному закону (допустим, от -1 до 1, т.е. изгиб пластины в своей плоскости, см. схему)

 

 

В Solidworks Simulation можно так (через уравнение неравномерного распределения), но слишком хитро в итоге получается: 

 

 

в Ansys WorkBench такого не нашел. Начал Mechanical осваивать - но в литературе нашёл только"Specifies a gradient (slope) for surface loads" - это, как я понял, для давлений на поверхность (например, гидростатика). А нужно нагрузку приложить к кромке пластины      

 

И в дополнение. Устойчивость рассчитывается как "коэффициент запаса устойчивости". А если у меня например две нагрузки сжимают, а то и три (как на третьей картинке - сжатие в двух направлениях и сдвиги). Какую именно нагрузку нужно умножить на полученный коэффициент запаса, чтобы пластина потеряла устойчивость?

 

Edited March 26, 2016 by Дмитрий 1990

[Борман 2,396]

И в дополнение. Устойчивость рассчитывается как "коэффициент запаса устойчивости". А если у меня например две нагрузки сжимают, а то и три (как на третьей картинке - сжатие в двух направлениях и сдвиги). Какую именно нагрузку нужно умножить на полученный коэффициент запаса, чтобы пластина потеряла устойчивость?

Все.

 

в Ansys WorkBench такого не нашел. Начал Mechanical осваивать - но в литературе нашёл только"Specifies a gradient (slope) for surface loads" - это, как я понял, для давлений на поверхность (например, гидростатика). А нужно нагрузку приложить к кромке пластины

Если сетка равнмерная, то можно сосредоточенных сил в узлы наткать. 

[Дмитрий 1990 1]

 

Если сетка равнмерная, то можно сосредоточенных сил в узлы наткать. 

 

 Спасибо, придётся так и сделать

[Борман 2,396]

Спасибо, придётся так и сделать

Только сделайте это правильно :) 

[Дмитрий 1990 1]

Только сделайте это правильно :) 

 

ну где тут же искать мне истину?

 

 

или тут?

 

Edited March 26, 2016 by Дмитрий 1990

[Дмитрий 1990 1]

Только сделайте это правильно :) 

 

под "правильно" наверное имелось ввиду как то макросом APDL задать в нужные узлы нужные нагрузки? :) у меня тут 40 узлов, блин

[Борман 2,396]

под "правильно" наверное имелось ввиду как то макросом APDL задать в нужные узлы нужные нагрузки? :) у меня тут 40 узлов, блин

Нет. На такие мелочи я давно не обращаю внимания.

[soklakov 1,482]

в Ansys WorkBench такого не нашел.

Линейной функцией по пространству можно задать. 

[Борман 2,396]

Линейной функцией по пространству можно задать. 

Как это потом выглядит на выходе из жопы на входе в решатель? В коде в смысле...

Edited March 28, 2016 by Борман

[soklakov 1,482]

Как это потом выглядит на выходе из жопы на входе в решатель? В коде в смысле...

 

 

/com,*********** Define Pressure Using Surface Effect Elements ***********
et,2,153
keyop,2,3,10   !get plane stress option and thickness from underlying element
eblock,10,,,9
(15i9)
       64        2        2        2        0       26       25      127
       65        2        2        2        0       25       24      125
       66        2        2        2        0       24       23      123
       67        2        2        2        0       23       22      121
       68        2        2        2        0       22       21      119
       69        2        2        2        0       21       20      117
       70        2        2        2        0       20       19      115
       71        2        2        2        0       18       26      113
       72        2        2        2        0       19       11      101
-1
esel,s,type,,2
esel,all
!
! ANSYS Function Representation
!
*DIM,_loadvari24,TABLE,6,3,2,,,,0
!
! Begin of equation: time (MPa)
_loadvari24(0,0,1)= 0, -999
_loadvari24(2,0,1)= 0.0
_loadvari24(3,0,1)= 0.0
_loadvari24(4,0,1)= 0.0
_loadvari24(5,0,1)= 0.0
_loadvari24(6,0,1)= 0.0
_loadvari24(0,1,1)= 1.0, 99, 0, 1, 1, 0, 0
_loadvari24(0,2,1)= 0.0, 
_loadvari24(0,3,1)=   1, 
! End of equation: time (MPa)
!
! Begin of equation: y (MPa)
_loadvari24(0,0,2)= -999, -999
_loadvari24(2,0,2)= 0.0
_loadvari24(3,0,2)= 0.0
_loadvari24(4,0,2)= 0.0
_loadvari24(5,0,2)= 0.0
_loadvari24(6,0,2)= 0.0
_loadvari24(0,1,2)= 1.0, 99, 0, 1, 3, 0, 0
_loadvari24(0,2,2)= 0.0, 
_loadvari24(0,3,2)=   1, 
! End of equation: y (MPa)

[Борман 2,396]

@@soklakov,

захватывающе.

[Дмитрий 1990 1]

В общем сделал так, как посоветовали, в каждый узел - силу. 

 

1. Не стал заморачиваться Mechanical APDL, а делал через WorkBench. Создал точки, напротив каждого узла

 

 

2. Приложил к каждой точке силу. На картинке стрелки хоть и одинаковые по размеру, но величина сила разная.

 

 

 

3. Получил вот такую неприличную картинку со значением Load Multiplier 1.48E+05. Т.е. критическая нагрузка = 1.48E+05 Х 1.35 [Н] = 200 [кН]...как-то маловато 

 

 

4. Маловато, потому как согласно старому-доброму справочнику по строймеху крит. напряжения = 471 МПа, а соответ. этим напряжениям крит. сила = 4.7 [МН], т.е. на порядок выше чем в Ansys!

 

 

 

 

 

5. Считал также в SolidWorks Simulation. Крит. нагрузка = 2.3 [МН] (1.35 [Н] Х 1.69)

 

 

О граничных условиях. В справочнике дана формула для свободноопёртой пластины. В Ansys и SolidWorks закрепления идентичные (как на последнем фото). Перемещения вдоль зеленых стрелочек запрещены. Все повороты разрешены.

 

 

В общем кто виноват, не известно. Может Ansys, или может я неправильно расшифровываю его результат. Нагрузок то  аж 40 штук действует. Или может тут другой совсем подход нужен (нелинейный расчет, график перемещения узла от внешней силы) и Load Multiplier'ы тут не помогут?

 

ЗЫ. При равномерной нагрузке все получалось как в справочнике (с погрешностью конечно, и чем жестче заделка, тем сильнее погрешность). Менял толщины, отношения сторон все было тип-топ. А вот такая нагрузка озадачила конкретно   

 

[soklakov 1,482]

А нужно нагрузку приложить к кромке пластины    

Момент еще можно. Но раз по точкам заморочились, то может и ладно уже.

 

В справочнике дана формула для свободноопёртой пластины.

Перемещения по вертикали точно стоит запрещать?

 

крит. напряжения = 471 МПа, а соответ. этим напряжениям крит. сила = 4.7 [МН]

Как-то Вы так лихо напряжения в силы переводите, при том что это не сила, а только значение в крайней точке. Попробуйте посмотреть напряжения в статике под критической нагрузкой. Вдруг что заметите.

[Борман 2,396]

В классике можно делать линейно-изменяющееся давление. См. SFGRAD. Работает, сам пробовал.

 

А ошибка может быть в граничных условиях... в книжках иногда не пишут точно.

 

Или нарисуют по всему контуру жесткую заделку, а потом студенты думают, как такую пластину сжать ? На заделку силу прикладывать чтоли ? и т.п.

[Fedor 1,620]

Перевести все в старые добрые кГ/кв.мм , а не связываться с Н/кв.мм . Коль на порядок расхождение, то скорее всего из-за каши с единицами :)