Упруго-пластические деформации

[sasha2080 0]

Здравствуйте! С ANSYS (версия 14.5 academic) разбираюсь уже несколько месяцев, но вот столкнулся с проблемой которую никак не могу решить. Имеется стальная пластина размерами 150х30х3 мм., с 5-тью дорожками на ней. Нужно провести анализ как поведет себя пластина с различными упруго-пластическими диаграммами (к примеру одна диаграмма стандартная сталь 3, другая такая же но на 30% выше напряжение).

Модель тела делаю в Inventor, затем переношу ее в Ansys. В engineering data выбираю материал structural steel и к нему добавляю раздел multilinear isotropic hardening, где ввожу следующие данные (где plastic strain это ε, stress σ). И здесь сразу же возникает вопрос, почему ансис не дает возможность начать диаграмму с нуля? Когда во второй строке ввожу 0 и 0 выделает желтым. И когда вторую строку начинаю с 0.005 - 200, желтым выделяет 0.005. Возможно именно на этом этапе допускаю ошибку?

 

Далее перехожу к самой модели. С одной стороны защемляю с другой стороны даю давление в 300 Mpa. Large deflection - включены. В solution добавляю total deformation, directional deformation, equvivalent elastic strain, elastic strain intensity и equvivalent stress. 

При включении nonlinear effects - расчет уходит в бесконечность и выдает ошибки - самое странное каждый раз при нажатии solve выдает разные результаты.

При отключении nonlinear effects - задача решается. Но пластина даже не гнется.

В обоих вариантах при увеличении в multilinear isotropic hardening столбца stress на 30% результаты просчета не изменяются.

 

В дальнейшем нужно эту же пластину проверить на изгиб, кручение и разрыв. Но пока даже здесь не пойму где зарыта собака... Может кто сталкивался с таким? Поскольку весь интернет уже прошерстил, а что-то о multilinear isotropic hardening так и не нашел толкового. Или возможно я упустил еще какие-нибудь параметры задать.

 

И конечно же сам проект с пластиной в отдельности - https://cloud.mail.ru/public/82Rz/rdoT5oymu

 

[AlexKaz 1 822]

Столбец B задаётся в деформациях, а не в процентах от деформаций. Причём в пластических деформациях, т.е. смотрим на диаграмму растяжения: e_надиаграмме=e_упругое+e_пластическое. Вводите e_пластическое = e_надиаграмме - е_упругое.

Первая точка задаётся в формате (0; предел текучести), т.к. указываем только пластические е.

Изменено 16 ноября 2017 пользователем AlexKaz

[sasha2080 0]

Не совсем понял. Допустим ε упругое мы можем посчитать, это ε = σ/Е. А что такое ε на диаграмме (это получается то что имеем в процентах)? Но какая единица измерения тогда будет у нас в итоге и какую выбирать в Ansys?

И если первой точкой мы задаем предел текучести (упуская предел пропорциональности и упругости), а следующая точка у нас предел прочности - выходит у нас будет только две точки? Точку сопротивления разрыву стоит указывать?

[piden 2 874]

13 hours ago, sasha2080 said:

и к нему добавляю раздел multilinear isotropic hardening

А можете сюда выложить кривые упрочнения, которые хотите вбить в ансис? Лучше в текстовом виде)

 

13 hours ago, sasha2080 said:

В дальнейшем нужно эту же пластину проверить на изгиб, кручение и разрыв

Уточнить хочу: на растяжение или все же на разрыв?) А цель всего этого - сравниться с экспериментом?

13 hours ago, sasha2080 said:

Но пластина даже не гнется.

А должна?

Можете описать эксперимент, физическую модель того, что вы хотите смоделировать?

[piden 2 874]

Maximum total memory available:  78 GB

Нормальная тачка под студенческий ансис)

[sasha2080 0]

3 часа назад, piden сказал:

А можете сюда выложить кривые упрочнения, которые хотите вбить в ансис? Лучше в текстовом виде)

Стандартная кривая:

Предел пропорциональности σ(1) = 200 Мпа; ε = 0,005%

Предел упругости σ(2) = 210 Мпа; ε = 0,01%

Предел текучести σ(3) = 250 Мпа; ε = 0,2%

Предел прочности σ(4) = 400 Мпа; ε = 10%

Сопротивление разрыву S = 800 Мпа (не думаю что этот пункт стоит указывать).  

 

Упрочненная на 30%. ε - не изменяется

σ(1) = 260 Мпа

σ(2) = 273 Мпа

σ(3) = 325 Мпа

σ(4) = 520 Мпа

 

Но поскольку как подсказали выше plastic strain я задал неверно, стараюсь понять как его теперь рассчитать.

3 часа назад, piden сказал:

Уточнить хочу: на растяжение или все же на разрыв?) А цель всего этого - сравниться с экспериментом?

На растяжение все же)) Ошибся..

3 часа назад, piden сказал:

Можете описать эксперимент, физическую модель того, что вы хотите смоделировать?

Эксперимент в идеальном варианте заключается в следующем. Берется пластина (сталь 3) и по ней лазером прогоняются 5 дорожек. В теории эти дорожки должны быть на 30% прочнее. Соответственно в Ansys в одной пластине будет 2 материала, с различными кривыми (простой и упрочненной). А далее проверить на растяжение, сжатие, кручение, изгиб и сравнить с реальными показателями которые получим.

3 часа назад, piden сказал:

 

Maximum total memory available:  78 GB

 

Нормальная тачка под студенческий ансис)

Это все на удаленном рабочем столе, для студентов так сказать))

[AlexKaz 1 822]

2 часа назад, sasha2080 сказал:

Стандартная кривая:

Предел пропорциональности σ(1) = 200 Мпа; ε = 0,005%

Предел упругости σ(2) = 210 Мпа; ε = 0,01%

Предел текучести σ(3) = 250 Мпа; ε = 0,2%

Предел прочности σ(4) = 400 Мпа; ε = 10%

Точки будут соответственно:

0; 200

0.0001-0.00005; 210

0.002-0.00005; 250

0.1-0.00005; 400

[sasha2080 0]

Поправил графики и начал все считать заново, что в итоге получается: 

При отключении nonlinear effects - на разных диаграммах получаем одни и те же числа после просчета.

При включении nonlinear effects уже интереснее. При стандартном материале structural steel без введенного графика multilinear isotropic hardening данные никак не меняются. 

 

Далее ввожу стандартную диаграмму multilinear isotropic hardening (которую подсказали выше) и получаем следующий ответ - просчет уходит в бесконечность при нажатии solve несколько раз подряд ничего не меняется, результаты все время одинаковые.

А вот с поднятыми на 30% значениями stress еще намного интереснее. Первый просчет всегда уходит в бесконечность, а вот если снова нажать solve задача решается.

Прикрепляю скриншоты с вкладкой engineering data (при добавлении скриншотов заметил что в диаграмме стоят значения в mm, заменил на m и при просчете ничего не изменилось).

Что еще не так может быть с диаграммой? Может еще что-то нужно включить выключить? Результаты что уходят в бесконечность можно использовать или лучше добиться полного решения задачи?

[soklakov 1 475]

В 16.11.2017 в 20:08, sasha2080 сказал:

Поскольку весь интернет уже прошерстил, а что-то о multilinear isotropic hardening так и не нашел толкового. 

Вбейте этот запрос не в гугл, а в поиск по справке. Обчитаетесь.

В 19.11.2017 в 14:26, sasha2080 сказал:

А вот с поднятыми на 30% значениями stress еще намного интереснее. Первый просчет всегда уходит в бесконечность, а вот если снова нажать solve задача решается.

Это магия. 

В 19.11.2017 в 14:26, sasha2080 сказал:

Результаты что уходят в бесконечность можно использовать или лучше добиться полного решения задачи?

Добиться.

В 19.11.2017 в 14:26, sasha2080 сказал:

Может еще что-то нужно включить выключить?

В идеале - прочитать и выполнить все упражнения базовых курсов... Но как-то уже без шансов, по ходу.

[Макаревич 0]

Точки будут соответственно:

0; 200

0.0001-0.00005; 210

0.002-0.00005; 250

0.1-0.00005; 400

Для начала необходимо перевести инженерные данные в истинные.

Потому что Ансис, в качестве исходных, требует истинные.

[soklakov 1 475]

11 минуту назад, Макаревич сказал:

Для начала необходимо перевести инженерные данные в истинные.

Главное, ниспадающих ветвей не рисовать. В остальном погрешность не так уж и велика.

[Макаревич 0]

Причём в пластических деформациях,

 

...

 

Первая точка задаётся в формате (0; предел текучести), т.к. указываем только пластические е.

Нет ограничения, что нужно начинать указывать точки, начиная с предела текучести.

 

Так же той деформации, что будет назначена в engineering data не нужно вычитать упругую составляющую деформации

[piden 2 874]

1 hour ago, Макаревич said:

Так же той деформации, что будет назначена в engineering data не нужно вычитать упругую составляющую деформации

Нужно) См. картинку в первом посте. Там английским по белому написано: plastic strain!

[Макаревич 0]

Нужно) См. картинку в первом посте. Там английским по белому написано: plastic strain!

Но в хэлпе ни слова об этом. Или Я в неправильном месте читал?

[piden 2 874]

Just now, Макаревич said:

Или Я в неправильном месте читал?

Пусть это останется самым мягким из вариантов

Второй абзац

 

[Макаревич 0]

Пусть это останется самым мягким из вариантов
Второй абзац
 

Спасибо, ошибся.
я брал информацию
здесь
Я брал часть точек на упругой кривой, пытаясь поймать плавный переход от предела пропорциональности к области за пределом текучести. Использовал аппроксимацию Рамберга-Осгуда.
Интересно стало, большая-ли ошибка, если нагружать одинаковые модели с «правильным» и «неправильным» заданием свойств?

[piden 2 874]

9 minutes ago, Макаревич said:

Я брал часть точек на упругой кривой.... Интересно стало, большая-ли ошибка

Думаю, вообще разницы не должно быть)

Встречал только условие, что значение производной кривой упрочнения не должно превышать модуль Юнга. Другими словами - чтобы никакой сегмент кривой не был круче эластичного участка. Где встречал - уже не помню, может в справке ансиса, может нет..

Изменено 13 декабря 2017 пользователем piden

[soklakov 1 475]

13 часа назад, piden сказал:

Пусть это останется самым мягким из вариантов

Кажется, спустя двадцать лет, поддержка справки будет стоить дороже, чем поддержка ПО.

11 час назад, Макаревич сказал:

Интересно стало, большая-ли ошибка, если нагружать одинаковые модели с «правильным» и «неправильным» заданием свойств?

Нет)

[Макаревич 0]

Спасибо, ошибся.
я брал информацию
здесь

Разобрался.
В примере задаётся

 TB,PLASTIC,,,,MISO

Я в apdl использовал

TB,MISO

Поэтому Я и определял сразу кривую, а не только часть её пластики.

Вытекает вопрос workbench задёт исходные данные для решателя в виде TB,PLASTIC,,,,MISO ?

[Макаревич 0]

TB,PLASTIC,,,,MISO тоже позволяет определять и полную кривую и только её часть, начиная с предела текучести.