Хитрые задачки МКЭ и МДТТ. Вопросы/обсуждения..

[Graf Kim 217]

  

В 30.04.2020 в 20:56, Jesse сказал:

На ум приходит аналогия с пружиной, которую мучали 2-3 месяца назад на собств частоты:  там изменение матрицы жёсткости и матрицы масс сказывалось только на определённых формах и собств. частотах - даже для в 2 раза поджатой пружины собственная частота для продольной формы колебаний не изменялась. Это означает, что в процессе нелинейного анализа этой пружины компоненты матриц масс и жёсткости, соотв-е этим формам колебаний, не изменялись...

Неправда. Я тогда большой пост накатал, который объясняет, что это не так.

 

В 03.05.2020 в 16:34, Fedor сказал:

Я считал на ленинградском проспекте сараюшки. Никаких жалоб не слышал. Да и из Ясенево не звонили ...

Такие?

 

Спойлер

 

Изменено 6 мая 2020 пользователем Graf Kim

[ДОБРЯК 602]

2 часа назад, Graf Kim сказал:

 

В 30.04.2020 в 20:56, Jesse сказал:

На ум приходит аналогия с пружиной, которую мучали 2-3 месяца назад на собств частоты:  там изменение матрицы жёсткости и матрицы масс сказывалось только на определённых формах и собств. частотах - даже для в 2 раза поджатой пружины собственная частота для продольной формы колебаний не изменялась. Это означает, что в процессе нелинейного анализа этой пружины компоненты матриц масс и жёсткости, соотв-е этим формам колебаний, не изменялись...

Неправда. Я тогда большой пост накатал, который объясняет, что это не так.

Это истинная правда. Продольная жесткость и масса)) не меняется в той задаче.

 

[Fedor 1 597]

Другие . Книжкой. Да и без землицы на картинке, не спортивно.

Изменено 7 мая 2020 пользователем Fedor

[Graf Kim 217]

8 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Это истинная правда. Продольная жесткость и масса)) не меняется в той задаче.

 

Ах тыж чёрт. Продольные. Ок, подловили.

 

40 минут назад, Fedor сказал:

Другие . Книжкой. Да и без землицы на картинке, не спортивно.

А где вы землицу-то увидели? Тут только бетон. Справедливости ради, лучше всё-таки с землицей.

[Fedor 1 597]

Вот интересно как надо нагрузить стекло в Ласточке, чтобы оно дало трещины сразу везде :) 

[Jesse 958]

13 часов назад, Fedor сказал:

Вот интересно как надо нагрузить стекло в Ласточке, чтобы оно дало трещины сразу везде

вот что Вики пишет по запросу "Закалённое стекло"

Цитата

Разбиваясь, такое стекло разрушается на множество мелких осколков с тупыми гранями, которые не способны причинить серьёзные травмы. Подобный эффект является доказательством высокой ударной вязкости этого стекла. Равномерно распределяющаяся энергия ударов в течение сравнительно продолжительного времени образует очень мелкие микротрещины в стекле и позволяет получить мелкие осколки.

Вообще интересно (не обращал раньше внимание), что термин "ударная вязкость" исп-ся и по отношению к стёклам тоже, хоть это и аморфный материал без крист. решётки..
то бишь раньше я полагал, что чем выше ударная вязкость, тем больше энергия, необходимая при динамическом характере разрушения образца и тем больше соотв-й вклад работы пластических деформаций.. но получается это лишь частный случай для металлов.. 

[Graf Kim 217]

Ударная вязкость состоит по большому счёту из двух компонент - энергии свободной поверхности и работы пластической деформации. (На реальном копре ещё противная кинетическая энергия, но с ней так и не придумали пока что делать.) Так что даже для абсолютно хрупкого тела она будет ненулевой. Смутило слово "вязкость" в названии?

[soklakov 1 475]

В 01.05.2020 в 17:19, Jesse сказал:

Вот у тебя наверняка была большая конструкция, большая расчётная модель где какие-то участки была подвержены большим прогибам/перемещениям, а в остальных местах всё норм.. но ведь необязательно нелинейный анализ делать, если меня интересуют лишь "остальные места", и они занимают львиную долю модели, скажем, 95%?

В линейном анализе на эти линейный участки приходилась слишком большая нагрузка. Либо слишком маленькая, если отталкиваться от других допущений.

 

Я даже смогу описать конструкцию.

Это перекладина. Точнее две опоры под тяжеленную балку. Посчитать нужно только опоры, но определяя реакции в этих опорах нельзя пренебречь ни жесткостью самой балки, ни жесткостью опор.

Почему нельзя? Потому что были проведены оба расчета, погрешность не устроила.

В 03.05.2020 в 10:22, Fedor сказал:

Не я наступаю, а из-за представлений подобных вашим все расчеты таких объектов отдают иностранцам, потому что нашим любителям новизны с актуальностью не доверяют. Вы же тоже не можете логически объяснить зачем надо занижать прочность и податливость  :)

Банальное железо-бетонное перекрытие - отличный пример конструкции, где может понадобиться учет геометрической нелинейности. И места максимумов могут отличаться даже, тогда предположения о следствиях закону Гука и заведут Вас к неправильным результатам. 

 

Так Вы и не можете посчитать, потому и отдают. ПОтому что проверяют Ваши расчеты, а они линейные.

Но не переживайте. 

Уже подбираем))

В 02.05.2020 в 14:21, Jesse сказал:

ПОка что только интуитивно понятно.. например, На картинке выше (бак в разрезе) без всяких расчётов ясно, что большие перемещения сверху не повлияют на малые перемещения на днище;

что-нибудь про реакции удалось понять? могут возникнуть стяивающие усилия, которые уронят устойчивость оболочки.

В 03.05.2020 в 20:28, Fedor сказал:

Задайте простой вопрос, что происходит с деформацией сжатия при учете геометрической нелинейности...

нет однозначного ответа. думать надо не о точкЕ, а о конструкции.

В 09.05.2020 в 00:13, Fedor сказал:

Вот интересно как надо нагрузить стекло в Ласточке, чтобы оно дало трещины сразу везде :) 

типа съехал с неудобных вопросов графа?

[Fedor 1 597]

"Банальное железо-бетонное перекрытие - отличный пример конструкции, где может понадобиться учет геометрической нелинейности. И места максимумов могут отличаться даже, тогда предположения о следствиях закону Гука и заведут Вас к неправильным результатам. " Чепуха от любителей новизной с актуальностью голову морочить :)

[Fedor 1 597]

Цитата

нет однозначного ответа. думать надо не о точкЕ, а о конструкции.

Думайте. Может и до определения нелинейной деформации додумаетесь. Когда-нибудь.  Деформация конструкции это интеграл по точкам. Суммирование для особо одаренных выдумщиков  новизны с актуальностью    :)

Изменено 12 мая 2020 пользователем Fedor

[Jesse 958]

если у меня гармоническое возбуждение в диапазоне 0 - 100 Гц, и в него попадает, скажем, 3 собственные частоты, то мне этих трёх собственных частот и будет достаточно для расчёта отклика?
В настройках программы можно выставить количество частот/верхний порог, с помощью которых будет расчитываться гармонический отклик.

 

 

В предварительно выполненном частотном анализе получил эпюру массового участия, и за пределами 100 Гц  получился приличной высоты столбик.

 

Повлият ли этот "столбик" на отклик в расчитываемом диапазоне, если я поставил считаться только с учётом трёх СЧ?

 

p.s.: потестил на простой модельке с похожим массовым участием, вроде одинаковые результаты. Но всё равно терзают смутные сомнения...

Изменено 27 мая 2020 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

@Jesse Я в таких случаях задаю диапазон частот в два раза больше исследуемого.

Ну или решаю прямым методом, но это тривиальное решение)

UPD.

Еще в солиде может быть опция Residual Vectors или ResVec. Если она есть то обязательно включи ее тоже. С этой опцией решатель учитывает влияние даже отброшенных мод.

[Jesse 958]

43 минуты назад, karachun сказал:

в солиде может быть опция Residual Vectors или ResVec

нет такой опции.

В теории, на гармоническую силу, воздействующую с определённой частотой, должны "откликаться" все моды, просто с разным коэффициентом динамичности.
Получается, даже странно что одинаковые результаты для расчётов с использованием разного количества частот, когда такой разброс в массовом участии... хз..

Изменено 27 мая 2020 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

30 минут назад, Jesse сказал:

Получается, даже странно что одинаковые результаты для расчётов с использованием разного количества частот, когда такой разброс в массовом участии... хз..

А если вывести отклик в екселе и сравнить. По идее влияние трех мод в диапазоне будет намного больше чем всех остальных. На резонансе вообще будет действовать только одна мода. Но ближайшие моды вне диапазона тоже будут оказывать некоторое, пусть и небольшое влияние. Так что неучет остальных мод это не смертельно но делать так не стоит.

[Jesse 958]

29 минут назад, Jesse сказал:

В теории, на гармоническую силу, воздействующую с определённой частотой, должны "откликаться" все моды, просто с разным коэффициентом динамичности.

и чем ближе СЧ к вынуждающей, тем больше коэффициент динамичности. 

Но это в теории так. Окинул взглядом процедуру анализа в МКЭ - какая-то она другая... наверно весь секрет тут, под неё копать надо..
К примеру, процедура модальный анализ временной диаграммы ("линейный" тренжиент) - такая же, как в теории колебаний для систем со многими ст. своб. Тимошенко. А гармонич анализ в теории проще, но в мкэ процедура сложней выглядит...

 

Заметил ещё одну диковинную штуку в гармоническом анализе в СВ: если в рабочий диапазон вынуждающей силы попадает одна СЧ (или несколько, но у остальных кроме одной очень маленькое массовое участие), то практически выполняется аналитическое соотношение 1/2z для определения макс отклика конструкции, где z - коэф модального демпф-я. И это несмотря на то, что за пределами рабочего диапозона есть СЧ с большим массовым участием.

4 минуты назад, karachun сказал:

По идее влияние трех мод в диапазоне будет намного больше чем всех остальных. На резонансе вообще будет действовать только одна мода. Но ближайшие моды вне диапазона тоже будут оказывать некоторое, пусть и небольшое влияние. Так что неучет остальных мод это не смертельно но делать так не стоит.

это для простых конструкций типа балочки или пластинки..))
для них макс отклик почти всегда на первой частоте, и массовое участие падает с ростом частоты. А для сложных конструкций на больших частотах могут "включаться" отдельные элементы и вносить большой вклад в энергию колебаний. График выше скинул как пример. Это массовое участие для шиберной задвижки с маховиком

[karachun 2 038]

7 минут назад, Jesse сказал:

это для простых конструкций типа балочки или пластинки..))

А я уже начал у себя балку строить.

7 минут назад, Jesse сказал:

выполняется аналитическое соотношение 1/2z для определения макс отклика конструкции

А можно по подробнее.

 

UPD

Может тогда в сложных конструкциях вклад отсеченных мод тоже будет разным для разных узлов модели и надо смотреть отклик в тех местах, у которых большие амплитуды на пятой моде.

И надо еще учитывать направление воздействия - если оно перпендикулярно направлению моды то для модели это воздействие до лампочки.

Изменено 27 мая 2020 пользователем karachun

[Jesse 958]

41 минуту назад, karachun сказал:

И надо еще учитывать направление воздействия - если оно перпендикулярно направлению моды то для модели это воздействие до лампочки.

я массовое участие в част анализе вывел для одного направления. И в динамике нагрузку для этого направления

 

41 минуту назад, karachun сказал:

А можно по подробнее.

это соотношение для системы с одной ст своб.
вот из книжки Тимошенко "колебания в инженерном деле". Для w=p получаем...

 

вот читаю
http://help.solidworks.com/2019/russian/SolidWorks/cworks/c_Analysis_Procedure_-_Harmonic.htm
видимо, когда в конце используем матрицу собственных форм чтоб обратно преобразовать из нормальных координат в обычные, поэтому отклик учитывается со вклада всех частот. Те коэфф-ты Sn и Сn  преобразуются..
Ладно, завтра попробую понять на свежуюю голову.

Блин, просто непонятно тогда нахрена в программе эту настройку вывели "сколько частот использовать для расчёта" если итак по идее используются все частоты
Вот всё что в справке написано по этому поводу..
 

Цитата

Гармонические параметры

Устанавливается параметры гармонического исследования.

Пределы рабочей частоты

Единицы измерения	Устанавливается единица измерения частоты. Выберите Цикл/сек (Гц)или радианы/сек..
Нижний передел	Устанавливается нижняя частота, на которой будет оценена реакция (частотная характеристика).
Верхний предел	Устанавливается верхняя частота, на которой будет оценена реакция (частотная характеристика).

Чтобы задать дополнительные элементы управления частотами, на которых будет оценено решение, см. Harmonic -Дополнительные параметры.

• Количество собственных частот, используемых в гармоническом анализе, задается на вкладке Параметры частоты.
• Для надлежащей оценки реакции рассматриваемые собственные частоты должны покрывать диапазон частот, заданный параметрами Нижний предел и Верхний предел.

 

Изменено 27 мая 2020 пользователем Jesse

[karachun 2 038]

10 минут назад, Jesse сказал:

Блин, просто непонятно тогда нахрена в программе эту настройку вывели "сколько частот использовать для расчёта" если итак по идее используются все частоты

Если деталь не закрепленная то бывает полезно ограничить частоты по нижнему диапазону, от 0.1 Гц и выше. Иначе нулевые моды тоже попадут в отклик и на околонулевых частотах отклик улетит в бесконечность.

Бывает еще полезно задать и диапазон и количество. Если в модели очень много локальных частот то расчет будет считаться сто лет и есди прервать его то все результаты пропадут. С ограничением удастся вывести хоть часть из диапазона.

[ДОБРЯК 602]

3 часа назад, karachun сказал:

Если деталь не закрепленная то бывает полезно ограничить частоты по нижнему диапазону, от 0.1 Гц и выше.

Если деталь не закреплена, то в ней нет упругих деформаций. [K]*{X} = 0

И получаем уравнение M*a = F(t).

 

 

3 часа назад, Jesse сказал:

видимо, когда в конце используем матрицу собственных форм чтоб обратно преобразовать из нормальных координат в обычные, поэтому отклик учитывается со вклада всех частот.

Учитываются только те частоты и формы которые вы определили

Цитата

                                                         (2)

 

Физическая сущность членов уравнения (2) довольно проста. - учитывает инерционные свойства конструкции,  - упругие (линейные или нелинейные) свойства конструкции. Если идти дальше по пути упрощения данного уравнения и убрать член , то получится обычное статическое уравнение . Делаем вывод, что статика - частный случай динамики, когда не учитываются инерционные свойства конструкции. А если из уравнения (2) убрать  - то получится закон Ньютона, который все мы проходили в школе . И  делаем еще один вывод, что закон Ньютона не учитывает упругие свойства объекта.

 

Итак, в нашем уравнении неизвестными являются  - ускорение, скорость и перемещение, а известными параметрами -  - матрица масс, жесткости и вектор нагрузки, зависящий от времени. Считается, что вектор нагрузки задан, а вот матрицы  и  нужно как-то получить (создать), прежде чем произвести расчет. Одним из способов создания этих матриц является конечно-элементное представление конструкции, т.е. создание конечно-элементной модели.

Когда матрицы  и  получены, остается только проинтегрировать уравнение (2) тем или иным способом и получить  на каждом шаге интегрирования. В данном случае подразумевается численное интегрирование, так как для произвольного вида функции  аналитические методы не работают. Еще раз отметим, что способ решения уравнения (2) не связан с конечно-элементным анализом.

Сразу нужно сказать, что размерности матриц  и  получаются довольно большие и время решения оставляет желать лучшего. Также, на каждом шаге интегрирования, (а их немало) в базе данных сохраняются ускорение, скорость и перемещение той же размерности, что в некоторых случаях приводит к переполнению дискового пространства.

Получается, что и время решения большое и требуется компьютер с большими ресурсами. Но выход есть. Уравнение (2) записано в обычной декартовой системе координат. Перейдем в другую систему координат. Для этого введем преобразование , где  - собственные вектора конструкции,  - вектор обобщенных перемещений. Такое же преобразование сделаем для ускорения Уравнение (2) теперь можно записать в виде: . Домножив левую и правую часть полученного уравнения на транспонированные собственные вектора  , получим:

 

             (3)

 

Если собственные вектора  предварительно были нормированы по массе, то:

 , где  - единичная матрица,

 , где  - диагональная матрица собственных значений.

Переписав уравнение (3) в новых обозначениях, получаем уравнение:

 

 

Только переход в другую систему координат.

 Перейдем в другую систему координат. Для этого введем преобразование 

Учитываются только те формы и частоты которые определили.

Изменено 28 мая 2020 пользователем ДОБРЯК

[karachun 2 038]

3 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Если деталь не закреплена, то в ней нет упругих деформаций. [K]*{X} = 0

Расскажите это самолету.