Расчеты по средней поверхности

[Static 0]

Здравствуйте

Столкнулся с такой ситуацией. Тонкостенная деталь с некоторыми граничными условиями и распределенной нагрузкой. Провожу расчет по средней поверхности и получаю результаты. Затем эксперимента ради провожу такой же расчет по 3D модели. Сравнив результаты нахожусь в полном непонимании. Результаты по напряжениям различаются процентов на 10, по деформациям - почти в 2 раза. Кроме того, места концентрации напряжений не совпадают. Детали простая, но в центре имеется усиливающий элемент. Так вот, при расчете по трехмерной модели максимальные напряжения концентрируются именно там, по средней поверхности - значительно смещены.

Отчего такие расхождения?

[Vova 419]

Здравствуйте

Столкнулся с такой ситуацией. Тонкостенная деталь с некоторыми граничными условиями и распределенной нагрузкой. Провожу расчет по средней поверхности и получаю результаты. Затем эксперимента ради провожу такой же расчет по 3D модели. Сравнив результаты нахожусь в полном непонимании. Результаты по напряжениям различаются процентов на 10, по деформациям - почти в 2 раза. Кроме того, места концентрации напряжений не совпадают. Детали простая, но в центре имеется усиливающий элемент. Так вот, при расчете по трехмерной модели максимальные напряжения концентрируются именно там, по средней поверхности - значительно смещены.

Отчего такие расхождения?

<{POST_SNAPBACK}>

1. Проверьте граничные условия у моделей, всё ли одинаково.

2. Одинаковая ли FEM сетка в моделях, я имею ввиду размер.

3. При использовании 3D элементов (solid) желательно что бы по толщине детали

было как минимум 3 слоя solid элементов. Какие элементы Вы используете HEXA TETRA? HEXA предпочтительней.

3. Где Вы ожидате концентрацию напряжений?

[Static 0]

1. Проверьте граничные условия у моделей, всё ли одинаково.

2. Одинаковая ли FEM сетка в моделях, я имею ввиду размер.

3. При использовании 3D элементов (solid) желательно что бы по толщине детали

было как минимум 3 слоя solid элементов. Какие элементы Вы используете HEXA TETRA?  HEXA предпочтительней.

3. Где Вы ожидате концентрацию напряжений?

<{POST_SNAPBACK}>

1. Граичные условия одинаковые, я проверял. Деталь заделана по контуру, на всю поверхность детали приложено давление

2. Размер элементов одинаков

3. К сожалению использовать 3 слоя 3D элементов не представляется возможным. Деталь тонкостенная - 1 мм. Тип элемента - 10-ти узловой тетраэдр.

4. Концентрация напряжений ожидается в центре детали

[Гость ISPA]

Деталь тонкостенная - 1 мм.

<{POST_SNAPBACK}>

Какой максимальный размер модели?

[Vova 419]

3. К сожалению использовать 3 слоя 3D элементов не представляется возможным. Деталь тонкостенная - 1 мм. Тип элемента - 10-ти узловой тетраэдр.

<{POST_SNAPBACK}>

Смотрим тут и сравниваем HEXA и TETRA:

При t=1мм не нужно делать 3D model

[Static 0]

Какой максимальный размер модели?

<{POST_SNAPBACK}>

Габарит модели - 200мм

[Static 0]

Габарит модели - 200мм

<{POST_SNAPBACK}>

Есть еще одна проблема. Данная деталь жестко соединена с другой деталью, рассчитывать которую можно только по 3D модели. Корректно ли соединять поверхностную модель с трехмерной?

[Гость ISPA]

Корректно ли соединять поверхностную модель с трехмерной?

<{POST_SNAPBACK}>

Если правильно соединить, то корректно.

Вижу следующий путь решения тонкостенной задачи. Моделируете тонкостенными оболочками Кирхгоффа и подбираете разбиение, при котором энергия деформации насытится. Далее моделируете различными типами объемных элементов. И пытаетесь добиться совпадения по энергии деформации.

При моделировании 8-ми узловыми элементами у вас может получиться. Но это при условии, что в 8-ми узловых элементах будут устранены ложные деформации сдвига. По остальным элементам есть сомнения???

[Гость ISPA]

Для Vova

Вы приводите примеры для другой задачи. Попробуйте решить любым тетраэдральным элементом следующую задачу. Квадратная пластина 200х200х1, жестко закреплена по краям, нагружена давлением по всей площади. Если хоть что-нибудь путное получится – дайте знать.

[Static 0]

Если правильно соединить, то корректно.

При моделировании 8-ми узловыми элементами у вас может получиться.  Но это при условии, что в 8-ми узловых элементах будут устранены ложные деформации сдвига. По остальным элементам есть сомнения???

<{POST_SNAPBACK}>

А 10-ти узловыми можно промоделировать? Каким образом можно устранить ложные деформации сдвига, контролируя энергию деформации?

P.s. Напомню, что деталь по контуру закреплена не жестко, поэтому максимальные напряжения возникают не возле ГУ, а в центре детали, в зоне максимальной деформации

[Гость ISPA]

А 10-ти узловыми можно промоделировать?

<{POST_SNAPBACK}>

Моделировать можно и нужно любыми объемными элементами. Насколько я понял это поисковая работа. Но с энергией деформации будут чудеса происходить.

Повторюсь. Приемлемый результат у вас получится на 8-ми узловых элементах или на 8-ми узловых с промежуточными узлами (20-ти узловые кирпичи).

[Vova 419]

Моделировать можно и нужно любыми объемными элементами. Насколько я понял это поисковая работа.

<{POST_SNAPBACK}>

Есть такое пoнятие " Качeство сетки", так вот, мы не решаем модели, если елементы не удовлетворяют поставленным параметрам.

К ним относятся: размеры и тип елемента

А также:

[Гость ISPA]

Есть такое пoнятие " Качeство сетки"

<{POST_SNAPBACK}>

Уважаемый Vova, речь идет не о качестве сетки, а каким объемным элементом решать тонкостенные конструкции.

Если у вас есть желание поговорить о критериях качества сетки, то самая лучшая модель собирается из равносторонних треугольников, квадратиков или кубиков. Все остальные критерии – компромисс между формой исходной геометрии, типом конечного элемента и количеством неизвестных (быстродействием компьютера).

[Islander 2]

2Vova

Ну а если в модели есть некоторые "плохие" элементы, не влияющие на результат в рассматриваемой какой-нить зоне. Большой беды то не будет?

И с другой стороны, если мы будем пытаться добиться совпадения по энергии деформации (в моем понимании это "мельчить" сетку), то с приведенными Вами параметрами качества КЭ добиться сего совпадения будет гораздо проще (легче).

[Vova 419]

Уважаемый Vova,  речь идет не о качестве сетки, а каким объемным элементом решать тонкостенные конструкции.

<{POST_SNAPBACK}>

Читайте внимательно:

"К ним относятся: размеры и тип елемента"

Для тонкостенныx конструкции я выбираю и рекомендую SHELL.

[Vova 419]

2Vova

Ну а если в модели есть некоторые "плохие" элементы, не влияющие на результат в рассматриваемой какой-нить зоне. Большой беды то не будет?

И с другой стороны, если мы будем  пытаться добиться совпадения по энергии деформации (в моем понимании это "мельчить" сетку), то с приведенными Вами параметрами качества КЭ добиться сего совпадения будет гораздо проще (легче). 

<{POST_SNAPBACK}>

нет не будет я согласен.

Наши заказчики имеют свои требования и их требо выполнить

А дискуссия чем моделировать плату 200x200x1 это тема подходит для НИИ и универов,

у них есть на ето время.

[avargano 0]

4. Концентрация напряжений ожидается в центре детали

<{POST_SNAPBACK}>

Мы для таких случаев написали программу, которая переносит значения деформации из результатов расчета большой грубой модели (без разницы из оболочек была исходная деталь или из недостаточно мелких солидов) на субструктурную модель фрагмента, для которого нужно получить точные результаты напряжений. Более подробная информация на немецком <noindex>здесь</noindex>

[Гость ISPA]

Мы для таких случаев написали программу, которая переносит значения деформации из результатов расчета большой грубой модели (без разницы из оболочек была исходная деталь или из недостаточно мелких солидов) на субструктурную модель фрагмента, для которого нужно получить точные результаты напряжений.

<{POST_SNAPBACK}>

При решении грубой модели вы получите “грубые” перемещения (перемещения, которые далеки от точных значений). Используя данные перемещения в качестве граничных условий для подробной модели вы не получите точные результаты перемещений и тем более напряжений.

[Islander 2]

С другой стороны принцип Сен-Венана никто не отменял...

[Гость ISPA]

С другой стороны принцип Сен-Венана никто не отменял...

<{POST_SNAPBACK}>

Поясните, как принцип Сен-Венана помогает обосновать получение более точных напряжений на значительном удалении от мест приложения граничных условий.