Термопрочностной расчет

[IGL 8]

Так как я уже давно на этом форуме я не прикладываю никаких файлов. Я хочу понять как методически правильно решать такие задачи. Как крепить, если температура заставляет все тело расширяться во всех направлениях.

я считаю что тут геометрия не важна. есть осесимметричное тело, которое нагрето неравномерно и нагружено давлением. Нагружение давлением не дает критических напряжений.

Но только нагрев уже приводит к напряжениям выше допустимых.

Можно дальше развить вопрос :

а как расставлять граничные условия нагретых трубопроводов нагруженным внутренним давлением?

Изменено 15 марта 2018 пользователем IGL

[piden 2 874]

23 minutes ago, IGL said:

Можно дальше развить вопрос :

а как расставлять граничные условия нагретых трубопроводов нагруженным внутренним давлением?

В зависимости от задачи.

Поднавалим теоретизирования и гадания.

23 minutes ago, IGL said:

Но только нагрев уже приводит к напряжениям выше допустимых.

Вопрос про жесткое ГУ мимо пропустили? Вы в модели прикладываете температуру на узлы. Насколько адекватна такая модель?

Вы представляете физику, каким образом тепло передается на внутреннюю стенку кастрюли? Или там ТЭН стоит и нагревает ее?

23 minutes ago, IGL said:

Как крепить, если температура заставляет все тело расширяться во всех направлениях.

В этом топике уже предложили по крайней мере 7 способов. Нужно их все повторить еще раз?

Изменено 15 марта 2018 пользователем piden

[Борман 2 375]

2 минуты назад, piden сказал:

по крайней мере 7 способов

Могу преложить восьмой.

Задачи нагрева и действия давления можно разделить,  и тогда проблема граничных условий останется только для задачи с давлением. В задачах с тепловым расширением все проще обычно.. 
В конце эти два решения можно сложить по напряжениям.

[IGL 8]

Да. Предложили несколько способов. Вы предлагаете просто все перепробовать?

Я бы хотел научно обоснованную схему закрепления для кастрюли которая закреплена на трубе или просто трубы.

 

Жесткое ГУ здесь не применимо, и я это показал на своих рисунках, что противоречит с тем что показано на рисунках из Настрана в посте karachun

 

Если вообще не крепить то кастрюля улетает. Про это уже говорили выше.

 

Если крепить за узлы расположенные на оси симметрии, то напряжения все равно выше допустимых даже если не оставлять свободными две из трех осей в цилиндрической системе координат и использовать пружины.

 

И тогда напрашивается новый вопрос:

Как правильно задать нежесткое ГУ?

 

 

 

[piden 2 874]

3 minutes ago, IGL said:

Вы предлагаете просто все перепробовать?

Вы могли заметить, что я предлагаю подумать. А для этого нужно знать задачу, а не читать в десятый раз об абстрактной 20-метровой кастрюле.

В данном конкретном случае закрепления к неадекватному НДС вообще отношения не имеют. Все из-за градиента температуры.

 

5 minutes ago, IGL said:

Как правильно задать нежесткое ГУ?

Нажать правильную кнопку. Может ли одна и та же кнопка быть правильной в абсолютно всех случаях?

[IGL 8]

 

Есть цилиндр диаметром 1 м и высотой 1 м. Толщина стенки 0.1 м.

Внутренняя стенка цилиндра нагрета на 300С. Внешняя охлаждается тепловым потоком 20 Вт/м2С. 

Внутри цилиндра приложено давление 1 атм. Снаружи давление 0 атм. Цилиндр летит по орбите планеты Земля. Материал струкурал стил из библиотеки Ансис. Всем остальным можно пренебречь. 

Вопрос как правильно расставить ГУ?

 

Какие условия задачи еще нужны?

[piden 2 874]

Это все описание постановки. Модели, а не задачи 

4 minutes ago, IGL said:

Внутренняя стенка цилиндра нагрета на 300С.

Что ее нагревает? Там жидкость, газ, термостат?

5 minutes ago, IGL said:

Внешняя охлаждается тепловым потоком 20 Вт/м2С. 

Это размерность не теплового потока, а конвекции. И температуру внешней среды не указали.

6 minutes ago, IGL said:

Цилиндр летит по орбите планеты Земля.

Если это так, то нужно еще и излучение учитывать. Но это к вопросу о задаче.

 

7 minutes ago, IGL said:

Вопрос как правильно расставить ГУ?

Вы только что описали все ГУ и теперь спрашиваете как же правильно их расставить? По-прежнему не описывая задачу 

Когда вам задание давали, то говорили: "Построй цилиндр, приложи изнутри давление и температуру, снаружи конвекцию и материал стракчерал стил задай"?

Так дело было? Если так, то все норм. Распечатывайте картинки и показывайте заказчику. Все сделано правильно.

[Борман 2 375]

17 минут назад, IGL сказал:

Цилиндр летит по орбите планеты Земля.

Решать в динамике и всё решится правильно.

[IGL 8]

3 минуты назад, piden сказал:

Это все описание постановки. Модели, а не задачи 

Не понимаю что вы имеете ввиду.

3 минуты назад, piden сказал:

Что ее нагревает? Там жидкость, газ, термостат?

Там уже температура. Но если вам хочется знать первопричины то считайте что там поток нейтронов тормозится))

5 минут назад, piden сказал:

Это размерность не теплового потока, а конвекции. И температуру внешней среды не указали.

Это размерность коэффициента теплоотдачи по которому высчитывается тепловой поток. Температура окружающей среды 22 С.

5 минут назад, piden сказал:

Если это так, то нужно еще и излучение учитывать. Но это к вопросу о задаче.

Излучением пренебрегаем. Пока без него.

 

6 минут назад, piden сказал:

Вы только что описали все ГУ и теперь спрашиваете как же правильно их расставить? По-прежнему не описывая задачу 

Я спрашиваю как эту задачу решать в программах МКЭ

2 минуты назад, Борман сказал:

Решать в динамике и всё решится правильно.

вообще мы с вами тоже всегда летим, и дома летят по орбите солнца вместе с планетой, и солнечной системой вокруг центра галактики и так далее. 

Смысл моего вопроса в том что как надо закреплять тела расширяющиеся от нагрева. 

[piden 2 874]

6 minutes ago, IGL said:

Не понимаю что вы имеете ввиду.

Попробуйте прочесть пост еще раз.

5 minutes ago, IGL said:

Но если вам хочется знать первопричины то считайте что там поток нейтронов тормозится))

Ну хоть до чего-то докопались.

Почему вы решили, что поток нейтронов = заданная температура? Почему, например, не тепловой поток? 

5 minutes ago, IGL said:

Я спрашиваю как эту задачу решать в программах МКЭ

Все ответы, как что задавать и как считать уже озвучены в теме. Но вы не можете их понять. И не можете получить другие развернутые ответы, так как не даете больше информации, а только повторяете одно и то же.

 

Мне нравится, когда атомщики на форумах задают вопросы из серии "сколько будет 2 плюс 3". Я понимаю, что путинский ядерный ракетный двигатель ждет большое будущее.

[IGL 8]

а что изменится если перво причиной температуры будет луч лазера?

или поток пара?

 

есть классические ГУ на одном конце температура на другом тепловой поток. Есть результат тело нагрелось и расширилось. 

 

Я не хочу переходить к частностям. Хочу понять есть ли общий научно-обоснованный подход к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении.

[karachun 2 038]

Закрепи модель как у меня, только твоя кастрюля должна быть закрыта, иначе не получиться уравновешивания давления.

[piden 2 874]

26 minutes ago, IGL said:

а что изменится если перво причиной температуры будет луч лазера?

или поток пара?

Вы знаете, что такое граничное условие Дирихле, граничное условие Неймана?

 

Измениться, например, то, что модель будет более адекватна реальности. И модель будет считаться, как вы это называете, "правильно".

В кавычках, потому что она и сейчас правильно считается. Вот только постановка неверна.

 

Вы, конечно же, никогда не думали проверить правильность теплового расчета, посмотрев реакции. В тепловом расчете. И обнаружить, что конвективный поток собирает с вашего железного чана больше энергии, чем выделяет реактор.

 

26 minutes ago, IGL said:

Я не хочу переходить к частностям.

Если вы задали граничные условия наобум, то стоит ли удивляться странному результату. Если условия заданы сознательно, но нужно понимать, насколько условия в модели соответствуют условиям в реальности. И придется переходить к частностям.

 

Например, вы в курсе, что при такой температуре модуль упругости стали уменьшается? Но не у стракчарал стил из библиотеки, конечно же.

26 minutes ago, IGL said:

Хочу понять есть ли общий научно-обоснованный подход к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении.

Чем вас не устраивают общие научно-обоснованные подходы к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении, описанные в трудах форумчан на предыдущей странице?

Изменено 15 марта 2018 пользователем piden

[piden 2 874]

1 hour ago, IGL said:

Есть цилиндр диаметром 1 м и высотой 1 м. Толщина стенки 0.1 м.

Внутренняя стенка цилиндра нагрета на 300С. Внешняя охлаждается тепловым потоком 20 Вт/м2С. 

Внутри цилиндра приложено давление 1 атм. Снаружи давление 0 атм. Цилиндр летит по орбите планеты Земля. Материал струкурал стил из библиотеки Ансис. Всем остальным можно пренебречь. 

Вопрос как правильно расставить ГУ?

 

[jtok 814]

11 час назад, IGL сказал:

Как закреплять кастрюлю

Закрепите за вершину. От всего - зафиксируйте

[karachun 2 038]

Добавлю только, что для закрепления модели из объемных элементов за один узел нужно покрыть соседние грани солидов тонкими пластинами. У обьемных КЭ нет вращательных степеней свобод и модель будет вылетать без дополнительных закреплений. Для солид-модели можно вырезать одну восьмую часть и закрепить ее в трех взаимно перпендикулярных плоскостях симметрии.

Вот тут уже это обсуждали для кубика

 

Изменено 15 марта 2018 пользователем karachun

[kolo666 253]

3 часа назад, piden сказал:

Я понимаю, что путинский ядерный ракетный двигатель ждет большое будущее.

Лайк))

2 часа назад, piden сказал:

Хочу понять есть ли общий научно-обоснованный подход к закреплениям осесимметричных тел при их расчете на прочность при тепловом расширении.

Закрепления осесимметричных тел скорее определяется здравым смыслом, нежели научно-обоснованным подходом. Или без диссертации не поверите на слово?) Тем более, действительно, метод "проверь-сравни" самый верный путь к истине. А насчет общего подхода, это из разряда "как мне закреплять самолеты?".

 

Хотя я так понял со слов @piden, что дело здесь не только в закреплениях.. А он, вероятно, уже все сравнил и проверил))

[kolo666 253]

@IGL Зато есть общий научно-обоснованный подход почему в сосудах под давлением нельзя оценивать напряжения по Мизесу. Так что все проблемы еще впереди))

Изменено 16 марта 2018 пользователем kolo666

[soklakov 1 475]

11 час назад, IGL сказал:

Если крепить за узлы расположенные на оси симметрии, то напряжения все равно выше допустимых даже если не оставлять свободными две из трех осей в цилиндрической системе координат и использовать пружины.

Ваши большие напряжения обусловлены ГРАДИЕНТОМ температур. Вам про это уже написали пару раз, но Вы, кажется, еще не заметили.

Это значит, что не важно как Вы закрепите модель, хоть в космосе оставите - напряжения будут. И будут такие, каков градиент в решении температурной задачи да плюс свойства материала.

И Вы такую решили тепловую задачу, с таким градиентом, что от одного только него у Вас большие напряжения.

Банку стеклянную кипятком никогда не разбивали?

[soklakov 1 475]

7 часов назад, kolo666 сказал:

Зато есть общий научно-обоснованный подход почему в сосудах под давлением нельзя оценивать напряжения по Мизесу.

почему?

статью вроде пролистал. но если коротко - почему?

Скрытый текст

Меня вообще смущает, когда с линеаризацией напряжений в концентраторы лезут. Но все так делают, попробуй скажи им чего.