Расчет резервуара сыпучих веществ. Постановка задачи.

[Radbek 1]

Добрый день.

 

Есть необходимость спроектировать резервуар для сыпучих веществ.

Пытаюсь рассчитать необходимую толщину стенки, полученный результат превосходит по толщине стенки существующие аналоги. Просьба помочь с постановкой задачи.

Модель выполнена из листового металла  5 мм толщиной.

Фиксирую нижние плоскости опор. Опоры выполнены из листа толщиной 8 мм.

Нагрузка - сила тяжести, распределенный вес вещества и гидростатическое давление по формуле плотность*9,81*координату "у".

Результат расчета странный - при том что напряжения не превысили предел текучести, коэффициент запаса - меньше 1-цы. Если исключить из расчета распределенную массу, напряжения сразу возрастут  в 3 раза, где я мог ошибиться с постановкой задачи? Заранее благодарен.

 

 

[Fedor 1 597]

 

На боковые стенки давление может и меньше быть из-за того, что грунт не совсем жидкость. Посмотрите в механике грунтов о боковом давлении 

http://stroi-archive.ru/mehanika-gruntov/533-davlenie-gruntov-na-ograzhdayuschie-konstrukcii.html

Изменено 16 июня 2017 пользователем Fedor

[soklakov 1 475]

1 час назад, Radbek сказал:

Нагрузка - сила тяжести, распределенный вес вещества и гидростатическое давление по формуле плотность*9,81*координату "у".

Сила тяжести, действующая на массу вещества, порождает гидростатическое давление. Кажется, что у Вас дублированы нагрузки, помимо того, о чем сказал @Fedor. То есть результирующая нагрузка в модели раза в два больше, чем должна быть.

 

Проверьте статическое равновесие. Реакции опор равны ожидаемым?

 

[Radbek 1]

@soklakov

25 минут назад, soklakov сказал:

Сила тяжести, действующая на массу вещества, порождает гидростатическое давление. Кажется, что у Вас дублированы нагрузки, помимо того, о чем сказал @Fedor. То есть результирующая нагрузка в модели раза в два больше, чем должна быть.

 

Проверьте статическое равновесие. Реакции опор равны ожидаемым?

 

Я взял такую нагрузку из примера расчета на ютьюб, там был комментарий, что распределенная масса нужна для того, что бы нагрузить опоры и что "ОНИ" в последующих версиях исправили. В примере использовался 2016 Simulation. Не уверен нужна ли эта масса в 2017, но расчет без нее приводит к большим деформациям резервуара, что очень странно.

[soklakov 1 475]

1 минуту назад, Radbek сказал:

Не уверен нужна ли эта масса в 2017, но расчет без нее приводит к большим деформациям резервуара, что очень странно.

Попутка №2: Проверьте статическое равновесие. Реакции опор равны ожидаемым?

 

Я так понимаю вопрос непонятен. В креплениях можно посмотреть реакцию опоры - моменты и силы. Они в сумме должны быть равны приложенным нагрузкам. Проверка этого равенства и есть проверка статического равновесия. В Вашем случае вертикальная реакция опор должна быть равна весу конструкции (с учетом веса сыпучего материала). Посчитайте вес конструкции на коленке. И сравните его с полученной вертикальной реакцией. Если она сильно больше, то имеет место дублирование нагрузки.

 

Ролик с ютуба, конечно, хорошо. Но Вы должны самостоятельно представлять необходимость того или иного граничного условия, а также оценивать соответствуют ли такие ГУ реальности.

[Radbek 1]

@soklakov

 

12 минуты назад, soklakov сказал:

Попутка №2: Проверьте статическое равновесие. Реакции опор равны ожидаемым?

 

Я так понимаю вопрос непонятен. В креплениях можно посмотреть реакцию опоры - моменты и силы. Они в сумме должны быть равны приложенным нагрузкам. Проверка этого равенства и есть проверка статического равновесия. В Вашем случае вертикальная реакция опор должна быть равна весу конструкции (с учетом веса сыпучего материала). Посчитайте вес конструкции на коленке. И сравните его с полученной вертикальной реакцией. Если она сильно больше, то имеет место дублирование нагрузки.

 

Ролик с ютуба, конечно, хорошо. Но Вы должны самостоятельно представлять необходимость того или иного граничного условия, а также оценивать соответствуют ли такие ГУ реальности.

Да, сейчас убрал массу, рассчитал, глянул отчет, реакция опор составляет 70,6 кН, что приблизительно соответствует массе резервуара и наполнителя. Удалив предыдущее исследование и назначив нагрузки заново получил правдоподобные результаты. Спасибо большое!

[Fedor 1 597]

Вертикальные как в гидростатике, то есть удельный вес на высоту, а вот боковое обычно раза в два меньше из-за связности грунта. Правда если все это в условиях вибраций то лучше берите как будто это жидкость и брать стоит удельный вес на высоту во все стороны. Береженого Бог бережет - в условиях неопределенности :)

Изменено 16 июня 2017 пользователем Fedor

[Radbek 1]

Кажется мне, что есть еще разница как писать формулу неравномерной нагрузки. Изначально я использовал Значение давления 1 H/m2, а в поле редактировать уравнение писал  "плотность*9,81*у". Результаты расчета были странные.

Сейчас же подкорректировал Значение давления = плотность*9,81, а в поле редактировать уравнение - 0*"x" + 1*"y" +0*"z".

 

 

Изменено 16 июня 2017 пользователем Radbek

[Fedor 1 597]

Проверьте правильность на известной простейшей похожей задачке. Например давление на днище цилиндра от воды. сравните со справочником каким-нибудь чтобы убедиться что все правильно считается...

[soklakov 1 475]

56 минут назад, Fedor сказал:

Проверьте правильность на известной простейшей похожей задачке.

Вот интересно, почему людям нужна такая подсказка? Почему не догадываются самостоятельно? Ведь несложная мысль.

Ну и самое главное, @Fedor , что можно сделать, чтобы догадывались сами? Где проблема? Неужто в средней школе?

[Radbek 1]

@Fedor

 

1 час назад, Fedor сказал:

Проверьте правильность на известной простейшей похожей задачке. Например давление на днище цилиндра от воды. сравните со справочником каким-нибудь чтобы убедиться что все правильно считается...

 

Спасибо, проверил, действительно распределенная масса не нужна.

[Fedor 1 597]

В ‎16‎.‎06‎.‎2017 в 13:59, soklakov сказал:

Вот интересно, почему людям нужна такая подсказка? Почему не догадываются самостоятельно? Ведь несложная мысль.

Ну и самое главное, @Fedor , что можно сделать, чтобы догадывались сами? Где проблема? Неужто в средней школе?

Не знаю. Помню пытался одного научить Ansys . Порешай , говорю, простенькие задачки перерешай учебные примеры, почувствуй. Так все сразу берут серьезную задачу и когда не оказывается кнопки, чтобы сразу на нобелевку нарешать, теряют интерес. Вообще такому надо бы в вузах учить, а там тоже все над новизной с актуальностью парится народ, отличиться на пустячках хотят. :)

Когда спрашиваю какая главная формула в маиематике, обычно и не знают. Всякие тонкости с ньюансами рассказывают , а главное умение оценивать быстро часто и не учат. Раньше была эпоха экспериментального фетишизма, теперь компьютерного  :)

Изменено 18 июня 2017 пользователем Fedor

[Fedor 1 597]

Попалось у Гаррисона - Физик, который думает как инженер - как высшая похвала человеку. Вот и надо учить думать как инженеры хотя бы инженеров :)

[vjdi 65]

В 16.6.2017 в 11:58, Radbek сказал:

Кажется мне, что есть еще разница как писать формулу неравномерной нагрузки. Изначально я использовал Значение давления 1 H/m2, а в поле редактировать уравнение писал  "плотность*9,81*у". Результаты расчета были странные.

Сейчас же подкорректировал Значение давления = плотность*9,81, а в поле редактировать уравнение - 0*"x" + 1*"y" +0*"z".

 

 

 

Формула давления для жидкостей совершенно не подходит для сыпучих веществ.

Распределение давления зависит от формы сосуда, состава этого сыпучего вещества и прочих факторов. Нагрузка прикладывается по 2-м векторам: по нормали к стенке + по касательной (сила стрения). Результирующее давление прикладывается под углом к стенке в отличии от статических жидкостей.

Для примера, недавно делал расчеты бункера и использовал такие значения давлений в зависимости от высоты.

Форулы для расчета использованы из стандарта EN1991-4

Изменено 21 декабря 2017 пользователем vjdi

[Fedor 1 597]

Цитата

 Результирующее давление прикладывается под углом к стенке

Опять Испа появился ?  :)

[Fedor 1 597]

"Формула давления для жидкостей совершенно не подходит для сыпучих веществ" - а картинки распределения давлений приложили как они распределяются в перевернутой открытой бутылке. В закрытой будет картинка по треугольнику с максимумом внизу. а если откроете и будет вытекание, то такая и будет так как внизу и вверху будет одинаковое если пренебречь разностью в воздушном столбе. А силы распределенного трения будут пропорциональны давлению и будут противодействовать движению. Но они не будут давлением. Это и школьники знают :)

[soklakov 1 475]

В 23.12.2017 в 09:56, Fedor сказал:

Это и школьники знают :)

ну не правда) хотя стоило бы

[vjdi 65]

В 23.12.2017 в 08:56, Fedor сказал:

"Формула давления для жидкостей совершенно не подходит для сыпучих веществ" - а картинки распределения давлений приложили как они распределяются в перевернутой открытой бутылке. В закрытой будет картинка по треугольнику с максимумом внизу. а если откроете и будет вытекание, то такая и будет так как внизу и вверху будет одинаковое если пренебречь разностью в воздушном столбе. А силы распределенного трения будут пропорциональны давлению и будут противодействовать движению. Но они не будут давлением. Это и школьники знают :)

В моем посте был приведен график давлений на пирамидальное днище бункера. С некоторой натяжкой можно назвать бункер перевернутой бутылкой, я не против. График получен по результатам расчетов по конретным заданным условиям. С другими начальными условиями форма графика будет отличаться, однако, в любом случае, она очень далека от графика давления для жидкости ро-же-аш. Смысел моего поста был именно в этом. Насчет отрытия и закрытия бутылок комментировать не буду. Вот графики, взятые из стандарта. Если тема действительно интересна, то вот здесь приведена методика расчета и все формулы.       ПС. Да, с силами трения оговорился. В симуляции эти силы задаются в паскалях, вот и написал на автомате. Сути моего поста это не меняет.

Изменено 27 декабря 2017 пользователем vjdi

[Fedor 1 597]

Ну если в симулякрах, то оно конечно :) 

 

"далека от графика давления для жидкости ро-же-аш"  так и в перевернутой открытой бутылке тоже будет не такой как в закрытой. А при открывании еще и переходный процесс будет. А еще пузырьки воздуха смуту вносят. А если с шампусиком по гусарски то вообще. А если потряхивать то иначе. Раньше такое называлось большой советской наукой и куча диссертаций писалась  :)  

Изменено 28 декабря 2017 пользователем Fedor

[vjdi 65]

5 часов назад, Fedor сказал:

Ну если в симулякрах, то оно конечно :) 

 

"далека от графика давления для жидкости ро-же-аш"  так и в перевернутой открытой бутылке тоже будет не такой как в закрытой. А при открывании еще и переходный процесс будет. А еще пузырьки воздуха смуту вносят. А если с шампусиком по гусарски то вообще. А если потряхивать то иначе. Раньше такое называлось большой советской наукой и куча диссертаций писалась  :)  

Теперь понятно, clown mode detected