Перейти к публикации

Что не так в анализе Linear Buckling?


YURIS

Рекомендованные сообщения

Доброго времени суток! Возникла задача расчета на криплинг - т.е. так называемой задачи о закритическом разрушении коротких профилей (после потери устойчивости, обычно в пластической области). Суть в том, что согласно рекомендациям ЦАГИ данная задача решается в три основных этапа:

1) Решение линейной задачи на устойчивость - первоначальная оценка положения точки бифуркации;

2) Решение нелинейной задачи на устойчивость - уточнение положения точки бифуркации с учетом эффектов физической нелинейности;

3) Собственно решение закритического состояния конструкции с корректным выбором степени дестабилизирующего воздействия, которое позволяет вычислительному процессу правильно обработать точку бифуркации. Процесс закритической деформации должен соответствовать нижней из спектра собственных форм.

Проблема в том, что ЦАГи описал данную методику для алюминиевых профилей, а какая должна быть методика для композитного профиля - это еще вопрос. После обзора иностранной литературы на этот счет я пришел к выводу, что ближе всего к этому подошел полячишка Hubert Debski - он даже поставил эксперимент и сравнил результаты расчета в ABAQUS и ANSYS с этим экспериментом. Вот только повторить его численный эксперимент мне пока не удается.

Для удобства я сделал в прикладываемом pdf-файле подстрочный перевод его статьи, где есть все исходные данные (размеры профиля, свойства материала, какие он задавал граничные условия).

На первом этапе решается линейная задача потери устойчивости - этот этап сам по себе не самоцель, но его результаты используются в дальнейшем (у полячишки): "Вторым этапом вычислений был нелинейный численный анализ, в котором были введены геометрические несовершенства с амплитудой, равной 1/10 толщины стенки балки для первой формы потери устойчивости." Т.е. мне нужно каким-то образом эту форму получить и на втором этапе использовать те рез-ты, которые были получены на первом этапе расчета (на линейную потерю устойчивости). Ниже приведено сравнение результатов поляка DEBSKI с тем, что получил я в Abaqus и в Ansys Workbench:

Results.thumb.png.90b23584c5ac40f070aa3cf278213c9d.png

 

Видно, что форма, полученная мною в Abaqus вроде как похожа, но вот EigenValue = 18.604! Тогда как у DEBSKI расчетная нагрузка потери устойчивости для первой формы потери устойчивости = 2977.2. Результат, полученный мной в Ansys Workbench, вообще ни в какие ворота: три полуволны вместо двух на первой форме.

Думаю, что ошибка в расчете где-то у меня, т.к. в двух разных пакетах я во-первых, получил разный результат, а во-вторых, он далек от аналитического.

 

Где я мог накосячить? Вариантов на самом деле два (поскольку я далеко не в совершенстве владею данными пакетами):

- ошибка с заданием укладки (определение системы координат для CompositeLayup и прочее);

- ошибка в задании граничных условий (это менее вероятно, поскольку я скурпулезно воспроизвел все то, что было отображено в статье; я мог что-то пропустить только в том случае, если это было пропущено в статье, либо просто я чего-то не понимаю).

Ошибку с заданием свойств материала я исключаю. Поляк говорит в своей статье: "A plane–stress orthotropic material model was defined for the composite" - т.е. он задает TYPE=LAMINA для задания ортотропного материала и использует "Layup-Ply technique". Все то же самое делаю и я. Пруф:

fc27488135e9.PNG

 

Зачем-то в своей табличке со свойствами материала он приводит коэффициент Пуассона для 90˚ (0.02). Но я считаю, что это избыточная информация, т.к. v21 = v12*E2/E1 = 0.32*6360/130710 = 0.02 (т.е. к-т Пуассона v21 однозначно определяется заданием к-та v12, и модулей E1 и E2).

В итоге свойства заданы были так:

d10facfed757.PNG

 

Были еще сомнения, а действительно ли shear modulus равны между собой по трем направлениям (12, 13, 23)?, но после нашел еще одну статью с того же сайта "21_3_7.pdf" - там использовался в другой задаче тот же материал, но там прям расписано черным по белому: G12 = G23 = G13 = 4180 MPa.

Так что косяк искать нужно где-то в другом месте. Кто чем может помочь, буду благодарен за помощь. На всякий случай прикладываю не только проект в Abaqus и статьи, но и файл Ansys Workbench - вдруг кто не знает Abaqus, но знает Ansys, сможет что-то подсказать. Постановка задачи одинаковая и там и там.

LinearBuckling.wbpz

Abaqus_files.rar

17_1_3D_End.pdf

21_3_7.pdf

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Небольшое уточнение: в Ansys Workbench ночью удалось добиться более-менее приемлемого результата: Load Multiplayer = 2919.6. Но хотелось бы добиться нужных результатов именно в Abaqus - Ansys здесь больше для целей самопроверки..

https://yadi.sk/d/N6WC1u3w3S8e3C

c96de39fc7e9.PNG

Изменено пользователем YURIS
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 minutes ago, YURIS said:

в Ansys Workbench ночью удалось добиться более-менее приемлемого результата

Так выложите исправленный проект ВБ

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

1 минуту назад, piden сказал:

Так выложите исправленный проект ВБ

Уже. На яндекс-диск.

Изменено пользователем YURIS
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
9 hours ago, YURIS said:

Но хотелось бы добиться нужных результатов именно в Abaqus - Ansys здесь больше для целей самопроверки..

 

https://i.imgur.com/N1MEYgy.png https://i.imgur.com/vhwrE9p.png

 

composite buckling R170.zip

abq614-3.rar

 

 

 

Если кому интересно, откуда были взяты статьи: http://kdm.p.lodz.pl/mme-art.html 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20 hours ago, YURIS said:

- ошибка в задании граничных условий (это менее вероятно, поскольку я скурпулезно воспроизвел все то, что было отображено в статье; я мог что-то пропустить только в том случае, если это было пропущено в статье, либо просто я чего-то не понимаю).

Ошибка была при задании нагрузки. Вы выбрали Shell Edge Load (далее SEL) и задали там единичную нагрузку. Но в SEL нагрузка задается как поверхностная (давление) на единицу длины. В этом примере длина ребра, на которую прикладываем нагрузку = 40mm * 4 = 160mm. Ширина принимается единичная, 1mm (независимо от фактической толщины оболочки). Тогда "давление", которое нужно задать = единичная сила / "площадь" = 1 N / 160mm^2 = 6.25e-3 MPa. Это уже в согласованных единицах)

 

20 hours ago, YURIS said:

Видно, что форма, полученная мною в Abaqus вроде как похожа

И с правильной нагрузкой получаем в вашей задаче:

 

https://i.imgur.com/UtkWkuI.png

 

Crippling_mod.rar

 

 

 

PS в лучших традициях только сейчас начал читать статью. Справедливости ради, нужно заметить, что ни в Ансисе, ни в Абакусе у нас ГУ не соответствуют точно тем, что в статье. Нужно было еще связать уравнением перемещения по Z со стороны приложенной нагрузки)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Круто! Спасибо вам большое!

 

Цитата

Справедливости ради, нужно заметить, что ни в Ансисе, ни в Абакусе у нас ГУ не соответствуют точно тем, что в статье. Нужно было еще связать уравнением перемещения по Z со стороны приложенной нагрузки

На эту мысль вас навел рисунок 2, где указано Uz=const?

Я думал про это, но не знал, как это реализовать. В Abaqus в модуле Interaction есть функция Create Constraint -> Equation, но что с чем связывать?

Пока понял только, что CSYS ID можно запросить через Tools->Query->Feature.

Изменено пользователем YURIS
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, YURIS сказал:

Круто! Спасибо вам большое!

 

На эту мысль вас навел рисунок 2, где указано Uz=const?

Я думал про это, но не знал, как это реализовать. В Abaqus в модуле Interaction есть функция Create Constraint -> Equation, но что с чем связывать?

Пока понял только, что CSYS ID можно запросить через Tools->Query->Feature.

Кажется, я догнал, как это сделать: В Abaqus в модуле Interaction есть функция Create Constraint -> Equation. Я создаю точку RP-1 и говорю, что разница перемещений UZ для SET'а Up_Nodes (это все узлы со стороны приложенной нагрузки) и перемещением этой точки равна нулю. Т.е. они перемещаются на одинаковую величину. Тем самым обеспечивается постоянство перемещений по z для верхнего торца.

749cde0771a0.PNG

И после того, как я это задал, я наконец получил в точности тот же результат, что и поляк DEBSKI:

833ab6f5c6ad.PNG

Думаю, что теперь нашему расчету можно доверять)

Еще раз спасибо за вашу внимательность к деталям, @piden !

Вы на самом деле очень помогли!

CRIPPLING_mod2.rar

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 4 недели спустя...

Кому интересно, что получилось в итоге при решении нелинейной задачи - выкладываю в презентации черновой вариант практической методики расчета.

Значение разрушающей нагрузки получилось примерно таким же, как в статье (разница 2%), перемещения в обоих случаях близки к 6 мм, при этом разница по напряжениям в 8-м слое составила 15%.

Возможно, разница связана с тем, что разные версии Abaqus считали данную нелинейную задачу немного по-разному. Либо же автор статьи привел не все подробности и раскрыл не все использованные параметры.

Если будут какие-то идеи, с чем еще это может быть связано, буду рад шлифануть методику. Сам же я уже наверно, исчерпал идеи, как можно что-то еще улучшить - копаюсь уже давно и глаз замылился, что называется..

Также прикладываю cae-file, в нем зашито три модели:

1) Model-1 - линейный анализ;

2) Model-2 - нелинейный анализ методом Ньютона-Рафсона;

3) Model-3 - нелинейный анализ методом Ритца.

 

Криплинг.pptx

Cripling.zip

Изменено пользователем YURIS
орфография
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12 часа назад, YURIS сказал:

Кому интересно, что получилось в итоге при решении нелинейной задачи - выкладываю в презентации черновой вариант практической методики расчета.

Значение разрушающей нагрузки получилось примерно таким же, как в статье (разница 2%), перемещения в обоих случаях близки к 6 мм, при этом разница по напряжениям в 8-м слое составила 15%.

Возможно, разница связана с тем, что разные версии Abaqus считали данную нелинейную задачу немного по-разному. Либо же автор статьи привел не все подробности и раскрыл не все использованные параметры.

Если будут какие-то идеи, с чем еще это может быть связано, буду рад шлифануть методику. Сам же я уже наверно, исчерпал идеи, как можно что-то еще улучшить - копаюсь уже давно и глаз замылился, что называется..

Также прикладываю cae-file, в нем зашито три модели:

1) Model-1 - линейный анализ;

2) Model-2 - нелинейный анализ методом Ньютона-Рафсона;

3) Model-3 - нелинейный анализ методом Ритца.

 

Криплинг.pptx

Cripling.zip

Если можно, прокомментируйте почему приняли magnitude of imperfection=0.1048 ?

Изменено пользователем Aleksandr_lhm_geo
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, Aleksandr_lhm_geo сказал:

Если можно, прокомментируйте почему приняли magnitude of imperfection=0.1048 ?

Приношу извинения. Нашел. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • maxx2000
      А имеется ли в арсенале аналог того что в CREO называется BMX (поведенческое моделирование) ? https://youtube.com/playlist?list=PLRhPac0z_f-HfOyCz7GdyVQWFkKrTK4og&si=ZDiiRJTYA7n99Kg9  
    • DuS
      Можно просто в режиме редактирования макроса удалить эти кнопки из формы. При этом код можно не менять) 
    • Борман
      А почему вы первую формулу оттуда не привели ?  
    • Dimetil Gidrozin Dnepr
      немного автобиографии)) я много работ сменил)) но всегда я выбирал работу на которой можно что то делать в солиде, пусть не всю работу, а хоть какие то ее части)) дабы не терять сноровку и навыки)) немало работ я сменил и везде мы были в равных условиях самоучки которые владеют какими то приемами а какими то не владеют. поэтому мы друг с другом советовались и пытались своим методом решить проблему коллеги в моделировании ну или дружно гуглили если проблемы были такими что никто никогда не сталкивался)) и только в одной  фирме было не такое разделение труда. там был ОДИН солидвокер, и десяток ботов, которые просто редактировали его модели. вот этот чел был зубром солида, мегаасом и зарплата у него была соответствующая. и он вообще не делал никаких чертежей, не знал станков, оборудования, не парился, а просто занимался тем что ему нравится- моделированием!! весь конструкторский отдел с утра до вечера штамповал чертежи типичных одинаковых конструкций только с разными размерами. а отдел менеджмента продавал типичную продукцию из каталога фирмы и просто под каждого конкретного заказчика брались типичные конструкции из базы и менялись габариты, либо вносились небольшие изменения по количеству входящих деталей.  при любых сбоях и ошибках, люди не тратили время на вникание, ведь нужно было сделать 100_500 чертежей в день)) а просто брали из базы заново эту модель оборудования и аккуратно вносили изменения и это занимало пол часа и чертежи были готовы)) но!!! это же не наш метод!!! и когда у меня слетели какие то взаимосвязи и привязки эскизов я залип так что мама не горюй, забил на работу и начал пытаться исправить это. на всю критику сотрудников я отвечал что я тут новенький и еще не могу работать так быстро ведь это они асы а я нуб)) дошло до того что начальник разрешил мне сходить к тому асу солида пригласить его в конструкторский отдел и посадить за мой комп и наблюдать за его действиями. и я был единственный в отделе кто еще и с ним спорил))) по поводу редактирования)) и да!!! он починил мою модель и это заняло пол дня в то время как другие за это время наштамповали милион чертежей для цеха)) но это была победа, мне даже зарплату не уменьшили))) ****   а теперь о птичках!!!   все мы рано или поздно приходим к тому что сборка состоит из огромного количества деталей, а изменить нужно только 5% от общей массы)) оставить все привязки и взаимосвязи входящих деталей, только изменить размеры нескольких или добавить/удалить отверстия или развернуть деталь на 65 градусов допустим вокруг оси проходящей через точку на другой детали)) и тогда мы решаем не создавать заново модель сборки и модели всех входящих деталей, потом заново привязывать их друг к другу, а сохранить как новую сборку допустим была сборка пульвелизатор мощностью 1500 не придумал каких единиц)) а нужно сделать модель бульбулятор мощностью 300 килохреней)) и мы начинаем редактировать сборку, меняя привязки деталей друг к другу и к центру координат и главным плоскостям. и если в изменении модели там не много зависимостей и взаимосвязей, то при редактировании входящих деталей мы начинаем редактировать эскиз а там уже на порядок выше привязок и взаимосвязей и они более разнообразные, а если деталь сложная, то эскиз состоит из очень большого количества элементов, каждый из которых к чему то привязан и вот можно одну деталь редактировать целый день если она сложная. потом из за того что она в сборке связана с другими деталями, нужно отредактировать и их размеры, либо проделать небольшие изменения типа просверлить отверстий, поменять угол гиба, сделать паз, добавить какой нибудь нарост, ну или просто обрезать под другим углом. и естесственно меняются плоскости эскизов элементов, меняется их расположение друг относительно друга и других деталей и вот тут уже голова начинает вскипать))) появляются всякие красные и желтые цвета в элементах и привязках. ну со сборкой проще всего. там все эти привязки очень мало действий и времени занимают и редактировать не сложно, а вот с эскизами и их плоскостями уже ой как не просто))   давайте обсудим в этой теме все секреты всех привязок и взаимосвязей и типичные ошибки возникающие в эскизах при редактировании! ну вот пытался специально наредактировать гадостей чтобы вызвать возмущение солида, но не получилось так, как когда реальную конструкцию редактируешь. тут получились легкие ошибки вполне доступные к пониманию любому новичку)) буду признателен если кто то выложит скрины или видео сложных ошибок и возмущений солида и мы обсудим как их моно устранить)))    
    • engyuri
      Пришлось работать в коллективе в сетевом лицензированном SW2022. Причем часть коллег с момента устройства на работу до момента увольнения, который чудесным образом совпадает с воплощением их чертежей в железо, я так и не вижу. Пришел, нарисовал, уволился. Чтобы как-то нормализовать процесс занесения в чертеж технических требований, благодаря макросу ТТ_v_2014_SP0.0 (Leon, спасибо), создал наборы стандартных фраз, применяемых в нашей компании. Казалось бы - пользуйся наработанным и изредка вставляй конкретную фразу , когда это тебе нужно. Но ручки так и лезут нажать одну из выделенных кнопок. В результате в базу попадают разнообразные версии одного и того же пункта ТТ (а мы на той работе всегда так писали) или вообще с грамматическими и техническими ошибками. Ну и, естественно, расползаются по сети. Как бы отключить эти кнопки?!
    • ДОБРЯК
      Прочитайте здесь про давление https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F Обратите внимание на эту формулу Если свет падает под углом θ к нормали, то давление можно выразить формулой. Видите  в формуле cosθ? Это угол между направлением давления и нормалью.   Величина давления зависит от направления. :=) Будете и дальше про психушку рассказывать? Или будете доказывать, что это угол между нормалью и скалярным))) давлением? :=) 
    • Artas28
      NX и Powershape открыли как единую сетку. А вот SolidWorks открыл файл как 3Д модель, с кучей элементов. Удалил лишнее и получил нужную деталь. Чудеса.
    • lem_on
      Так до них через прокладки надо добиратся, а они подводят. Я синумерик хотел онлайн, но воть!!!
    • Dmitry777
      Подскажите, есть такая задача, оптимизировать внутренности диффузора так, чтобы на выходе из него направление струи было близким к горизонтальному. Как это сделать? На данный момент я задаю параметрическое исследование с изменением положений деталей в диффузоре и смотрю на графике траекторию потока. А можно как-то задать именно в искомом, направление струи в горизонтальном направлении или с каким-то отклонением от него и чтобы расчет с изменениями проходил до того момента, пока струя не будет в этом диапазоне ?
    • gudstartup
      Менеджеры вас учить не будут а преподаватели там хорошие @Viktor2004 обучение понравилось... Всему сразу научить нельзя надо к этому вопросу поэтапно подходить... Пусть автор опроса озвучит чему конкретно он хочет научиться а для начала руководство по эксплуатации станка почитает и я уверен что многое прояснится
×
×
  • Создать...