Помогите с трактовкой результатов прочностного расчета

[Protos 7]

Добрый день!

 

Я считаю во встроенной считалке Инвентора коническую крышку, на которую в осевом направлении сверху воздействует усилие от термически расширяющейся ответной детали - корпуса изделия, а с другой стороны - (снизу) жесткая заделка.

Хотя я уже и попробовал поменять местами фиксированный край и тот, на который воздействует нагрузка, немного поиграл с условиями фиксации, с сеткой, на качественную картину распределения напряжений это практически ничего не повлияло.

А именно - область с максимальными напряжениями вне зависимости от вариаций остается на пересечении циллиндрического и конического участков. Для наглядности прикладываю картинку с масштабированным деформированным видом. 

Если я правильно понимаю, то в зоне максимальных напряжений действуют сжимающие деформации. Если да, то получается, что в случае превышения предела прочности разрушения должны произойти на участке сжатия?

Заранее благодарен.

 

P.S. 

У меня очень маленький опыт с подобными задачами, описывающими термическое расширение, поэтому подскажите пожалуйста, правильно ли я определил нагрузки от расширения?

1. Рассчитал температурное удлиннение трубы, действующей на крышку в миллиметрах, вычел из него температурное удлиннение другой части трубопровода, которое компенсирует удлинение нашей трубы.

2. Взял половину, т.к. труба удлинняется в обе стороны и крышки две - каждая со своей стороны.

3. Предположил, что труба жестко заделана с обеих сторон и рассчитал напряжения через модуль Гука и деформацию.

4. Перевел напряжение в усилия и приложил к выбранным поверхностям в рассчете.

 

Картинки весьма специфические, но так отображает считалка инвентора, когда делаешь разрез - вроде как поверхностная модель. Хотя на самом деле конечно твердотельная. Приведу еще картинку без разреза для ясности.

Изменено 4 декабря 2017 пользователем Protos

[AlexKaz 1 851]

В 04.12.2017 в 15:51, Protos сказал:

в зоне максимальных напряжений действуют сжимающие деформации.

Поменяйте направление действия нагрузки (типа труба сжалась) - по Мизесу напряжения в целом не изменятся, а знак поменяется. Если хотите убедиться, сжимающие или всё же касательные - быть может в Inventor есть возможность вывести главные напряжения (должно быть нечто вроде maximal/minimal principal stress), касательные (shear) или наихудшие действующие (worst stress).

В 04.12.2017 в 15:51, Protos сказал:

Если да, то получается, что в случае превышения предела прочности разрушения должны произойти на участке сжатия?

Ну типа да. А может у Вас какой-то особенный супер-чугун, работающий на сжатие и сдвиг замечательнее всех сталей...

[Protos 7]

37 минут назад, AlexKaz сказал:

поменяйте направление действия нагрузки (типа труба сжалась) - по Мизесу напряжения в целом не изменятся, а знак поменяется.

Напряжения совершенно не изменились, равно как и знак, а предполагаемая форма - да, изменилась :)

 

37 минут назад, AlexKaz сказал:

Если хотите убедиться, сжимающие или всё же касательные - быть может в Inventor есть возможность вывести главные напряжения (должно быть нечто вроде maximal/minimal principal stress), касательные (shear) или наихудшие действующие (worst stress).

Вы слишком хорошего мнения об этой программе :)

Тут разделение напряжений только по осям координат. Хотя, хз, может это именно то, что мне и нужно?

37 минут назад, AlexKaz сказал:

Ну типа да. А может у Вас какой-то особенный супер-чугун, работающий на сжатие и сдвиг замечательнее всех сталей...

Это полимер, но сути это не меняет. Я все эти теории уже давно изучал, но когда вспоминаю, например, осевое сжатие циллиндра, то мне почему-то кажется, что разрушение там начинается, когда он становится бочкообразным и возникают дополнительные растягивающие напряжение на боковых гранях, которые и являются причиной разрушения.

И в моем случае, мне кажется, тут касательные напряжения скорее роковую роль играют, а не сжимающие :) 

Спасибо, кстати, что про них напомнили, я про них как-то забыл, что они тоже могут являться причиной разрушения:)

Изменено 5 декабря 2017 пользователем Protos

[AlexKaz 1 851]

Ну почему же, смотрите 1st и 3rd Principal Stress - это и есть мах и min главные напряжения.

Ну и касательные XY, XZ, YZ тоже присутствуют в списке.

[Protos 7]

41 минуту назад, AlexKaz сказал:

Ну почему же, смотрите 1st и 3rd Principal Stress - это и есть мах и min главные напряжения.

Если я правильно понимаю, в графике 1-st principal можно найти элементы с максимальными главными растягивающими напряжениями (в частности - сжатие на одной и растяжение на другой расположенных друг напротив друга гранях примерно равные  11 МПа), а в 3rd principal - максимальные сжимающие (-39 MПа) и минимальные растягивающие (4 МПа) напряжения. 

 

 

51 минуту назад, AlexKaz сказал:

Ну и касательные XY, XZ, YZ тоже присутствуют в списке.

Насколько я понял - это просто проекция  напряжений во всей детали по осям, т.е. не величина касательных напряжений в каждом конкретном элементе. Хотя, может быть  я и ошибаюсь.

[soklakov 1 485]

В 05.12.2017 в 18:49, Protos сказал:

Хотя, может быть  я и ошибаюсь.

Похоже на то.

 

[Protos 7]

В 15.12.2017 в 12:40, soklakov сказал:

Похоже на то.

Спасибо, да, нужно покопаться в мануалах проверить....

 

А насчет этого что скажете? Правильный ход мыслей?

В 4.12.2017 в 11:51, Protos сказал:

У меня очень маленький опыт с подобными задачами, описывающими термическое расширение, поэтому подскажите пожалуйста, правильно ли я определил нагрузки от расширения?

1. Рассчитал температурное удлиннение трубы, действующей на крышку в миллиметрах, вычел из него температурное удлиннение другой части трубопровода, которое компенсирует удлинение нашей трубы.

2. Взял половину, т.к. труба удлинняется в обе стороны и крышки две - каждая со своей стороны.

3. Предположил, что труба жестко заделана с обеих сторон и рассчитал напряжения через модуль Гука и деформацию.

4. Перевел напряжение в усилия и приложил к выбранным поверхностям в рассчете.

 

 

[soklakov 1 485]

3 минуты назад, Protos сказал:

Правильный ход мыслей?

Ничего не думаю, но в целом на что-то разумное похоже. А есть ли в Ваших рассуждениях ошибки - это надо все Ваши посты внимательно читать. А Вы пишите очень много и не по порядку.

[Protos 7]

32 минуты назад, soklakov сказал:

А есть ли в Ваших рассуждениях ошибки - это надо все Ваши посты внимательно читать. А Вы пишите очень много и не по порядку.

Нееее:)) Данной задаче посвящен только один единственный пост - этот и условия нагружения описаны в самом начале. 

В 4.12.2017 в 11:51, Protos сказал:

Я считаю во встроенной считалке Инвентора коническую крышку, на которую в осевом направлении сверху воздействует усилие от термически расширяющейся ответной детали - корпуса изделия, а с другой стороны - (снизу) жесткая заделка.

 

P.S. 

У меня очень маленький опыт с подобными задачами, описывающими термическое расширение, поэтому подскажите пожалуйста, правильно ли я определил нагрузки от расширения?

1. Рассчитал температурное удлиннение трубы, действующей на крышку в миллиметрах, вычел из него температурное удлиннение другой части трубопровода, которое компенсирует удлинение нашей трубы.

2. Взял половину, т.к. труба удлинняется в обе стороны и крышки две - каждая со своей стороны.

3. Предположил, что труба жестко заделана с обеих сторон и рассчитал напряжения через модуль Гука и деформацию.

4. Перевел напряжение в усилия и приложил к выбранным поверхностям в рассчете.

 

Изменено 21 декабря 2017 пользователем Protos

[piden 2 874]

@Protos , задача стоит вчитаться и найти ошибку в рассуждениях?

Не проще ли описать задачу, выложить геометрию и сравниться в результатах? 

[soklakov 1 485]

В 04.12.2017 в 13:51, Protos сказал:

Если я правильно понимаю, то в зоне максимальных напряжений действуют сжимающие деформации

Неправильно. Там изгиб. А значит и растяжение и сжатие. Я с непривычки не пойму, Вы в солидах считаете, или это оболочка хитрая?

Попробуйте прислушаться к советам @piden  )

2 минуты назад, soklakov сказал:

Неправильно.

Это я преувеличил_)

Изменено 21 декабря 2017 пользователем soklakov

[Protos 7]

6 минут назад, piden сказал:

Не проще ли описать задачу, выложить геометрию и сравниться в результатах? 

Да, именно это я и сделал в самом начале поста. И картинку с геометрией приложил. Буду рад разъяснить, если потребуется.

[soklakov 1 485]

3 минуты назад, Protos сказал:

И картинку с геометрией приложил.

выложить геометрию

[piden 2 874]

1 minute ago, Protos said:

И картинку с геометрией приложил.

И, вот если я к примеру, захочу у себя такой расчет попробовать сделать, мне нужно с экрана перерисовывать? Масштаб наугад задать, свойства материалов, перепад температур?

 

Ок. Я все так и сделал. У меня другие цифры получились. 185,895

Вывод:

1 hour ago, Protos said:

Правильный ход мыслей?

Неправильный 

[Protos 7]

4 минуты назад, soklakov сказал:

Я с непривычки не пойму, Вы в солидах считаете, или это оболочка хитрая?

Это программа такая. Так считалка инвентора отображает разрез, типа это оболочка. На самом деле - это обычное твердое тело.

 

Цитата

Если я правильно понимаю, то в зоне максимальных напряжений действуют сжимающие деформации

7 минут назад, soklakov сказал:

Неправильно. Там изгиб. А значит и растяжение и сжатие. Я с непривычки не пойму, Вы в солидах считаете, или это оболочка хитрая?

Попробуйте прислушаться к советам @piden  )

 

Безусловно. Классический пример гибки листа - по внутреннему радиусу сжимающие напряжения, по наружнему растягивающие. 

Но, судя по результатам  именно сжимающие напряжения оказываются максимальными, т.е как я и описал в зоне максимальных напряжений происходит сжатие.

[Protos 7]

18 минут назад, piden сказал:

И, вот если я к примеру, захочу у себя такой расчет попробовать сделать, мне нужно с экрана перерисовывать?

Сорян, я не знал, что вам именно файл с геометрией нужен. У меня то вопрос (тот который я сегодня повторил) касался подготовки исходных данных для моделирования.

Могу выслать геометрию, если вы хотите воспроизвести результаты.

Изменено 21 декабря 2017 пользователем Protos

[karachun 2 038]

А еще лучше выложи и геометрию и свою модель в инвенторе с нагрузками и сеткой, но результаты лучше не включать - много лишнего места, долго скачивать. Если у кого-то есть инвентор, то тебе смогут подсказать есть ли у тебя в модели ошибки.

Вообще в разделе CAE в 95% случаев без модели и подробного описания - со свойствами, нагрузками, эскизами и пр. только время зря терять. Получается игра в телепатов.

P.S. мне кажется сетка в интересующем месте кривовата, и там все из тетр.

Изменено 21 декабря 2017 пользователем karachun

[Protos 7]

41 минуту назад, karachun сказал:

Вообще в разделе CAE в 95% случаев без модели и подробного описания - со свойствами, нагрузками, эскизами и пр. только время зря терять. Получается игра в телепатов.

Я считаю это вполне обоснованным, но мой вопрос касался качественной картинки и трактовки результатов. Изменят ли точные свойства материала в моей задаче распределение напряжений? Нет.

[piden 2 874]

@Protos , кажется, сама природа уберегает вас от получения помощи. Ваша природа.

И мы тут, увы, бессильны(

[Protos 7]

17 минут назад, piden сказал:

@Protos , кажется, сама природа уберегает вас от получения помощи. Ваша природа.

И мы тут, увы, бессильны(

Поясните пожалуйста. Заранее прошу прощения, если показался где то грубым.

Если это касается нежелания выкладывать в общий доступ детали, поймите меня пожалуйста, я десять раз подумал прежде чем тут картинки то выкладывать, а моделями я со всем миром делиться уже точно не могу. Но буду рад выслать в личку.

Изменено 21 декабря 2017 пользователем Protos