Давление на сферу

[de1ay 2]

Доброго времени суток. Рассматриваю следующую задачу. Сплошная сфера движется в воздухе с большой скоростью. Соответственно, перед сферой создается область, оказывающая давление на сферу (схематичный рисунок прилагается). Хочу выполнить расчет напряжений в ansys. Не до конца понимаю, как работает это в программе.

Небольшое отступление. Беру прямоугольную пластину площадью S в плане. Прикладываю к ней в ансисе сосредоточенную силу F. Получаю напряжения. Затем силу перевожу в давление P=F/S. Полученное давление прикладываю к этой же пластине, но уже задавая нагрузку в виде давления. Получаю напряжения. Напряжения в первом и втором случае одинаковы. Логично.

Теперь возвращаемся к сфере. Делаю тоже самое: прикладываю к ней силу F. Получаю напряжения. Теперь перевожу эту силу в давление, прикладываю нагрузку в виде давления, но напряжения почему-то получаются другие. 

Отсюда вопрос. Какую площадь подразумевает в данном случае ансис, как он её рассчитывает. Ну и соответственно, как в этом случае выполнить переход от силы к давлению. 

Спасибо.

[piden 2 874]

37 minutes ago, de1ay said:

Сплошная сфера движется в воздухе с большой скоростью. Соответственно, перед сферой создается область, оказывающая давление на сферу

Чисто по-секрету: при этом за сферой еще создается область, оказывающая отрицательное давление на сферу 

 

37 minutes ago, de1ay said:

Теперь возвращаемся к сфере. Делаю тоже самое: прикладываю к ней силу F. Получаю напряжения. Теперь перевожу эту силу в давление

Сейчас к нам в гости придет векторное давление...

 

37 minutes ago, de1ay said:

Хочу выполнить расчет напряжений в ansys.

Самый нормальный вариант - приложить распределение давления из файла, полученного из cfd. Только нужно будет подумать над закреплением сферы. Или inertia relief использовать.

 

 

Изменено 21 февраля 2020 пользователем piden

[Борман 2 375]

34 минуты назад, de1ay сказал:

Теперь возвращаемся к сфере. Делаю тоже самое: прикладываю к ней силу F. Получаю напряжения. Теперь перевожу эту силу в давление, прикладываю нагрузку в виде давления,

Слабо понятно. Вы приложили к сфере силу, потом разделили силу на что? На площадь сечения сферы ? Получили давление и приложили давлением на что? На пол сферы ?

 

Если что, то площадь полусферы больше площади центрального сечения сферы (шара).

Вопросов много  вощем.

[ДОБРЯК 603]

47 минут назад, piden сказал:

 

1 час назад, de1ay сказал:

Теперь возвращаемся к сфере. Делаю тоже самое: прикладываю к ней силу F. Получаю напряжения. Теперь перевожу эту силу в давление

Сейчас к нам в гости придет векторное давление...

Если у силы есть направление, то у давления нет направления?

Изменено 21 февраля 2020 пользователем ДОБРЯК

[de1ay 2]

2 часа назад, piden сказал:

Чисто по-секрету: при этом за сферой еще создается область, оказывающая отрицательное давление на сферу

Я понимаю. Но к моему вопросу это не имеет отношения

2 часа назад, Борман сказал:

Слабо понятно. Вы приложили к сфере силу, потом разделили силу на что? На площадь сечения сферы ? Получили давление и приложили давлением на что? На пол сферы ?

 

Если что, то площадь полусферы больше площади центрального сечения сферы (шара).

Вопросов много  вощем.

В этом и заключается вопрос - на какую площадь нужно делить (вернее, на какую площадь поделит сам ansys). То есть сила прикладывается точечно, все понятно. А если я хочу эту же силу приложить, но в виде давления, мне её нужно поделить на площадь. Просто я делил сначала силу на площадь поперечного сечения сферы; потом делил на площадь поверхности. В обоих случаях получал давление, но при использовании этого давления в расчетах я получал напряжения, отличные от тех, что получены при приложении сосредоточенной силы

2 часа назад, piden сказал:

Сейчас к нам в гости придет векторное давление...

Давление же скалярная величина.. или я вас не так понял?

[soklakov 1 475]

 

3 часа назад, de1ay сказал:

Какую площадь подразумевает в данном случае ансис, как он её рассчитывает.

ту, к которой давлений будет приложено. т.е. площадь поверхности сферы

43 минуты назад, de1ay сказал:

Давление же скалярная величина..

да. но действует на площадке, про которую вы не думаете.

44 минуты назад, de1ay сказал:

Просто я делил сначала силу на площадь поперечного сечения сферы; потом делил на площадь поверхности. В обоих случаях получал давление, но при использовании этого давления в расчетах я получал напряжения, отличные от тех, что получены при приложении сосредоточенной силы

давление действует по нормали к поверхности, если вы не указали иное.

[karachun 2 038]

4 часа назад, de1ay сказал:

Ну и соответственно, как в этом случае выполнить переход от силы к давлению.

Не надо так делать.

Если хотите упрощенно - приложите силу и остановитесь на том шаге.

Хотите подробнее - приложите распределение давления по нормали (можно насчитать в CFD), оно будет неравномерным.

[de1ay 2]

11 минуту назад, karachun сказал:

Если хотите упрощенно - приложите силу и остановитесь на том шаге.

В том-то и дело, что этого мало. Грубо говоря, моя задача сейчас в том, чтобы подобрать такую силу и давление, которые будут создавать в данной сфере одинаковые напряжения

32 минуты назад, soklakov сказал:

 

ту, к которой давлений будет приложено. т.е. площадь поверхности сферы

да. но действует на площадке, про которую вы не думаете.

давление действует по нормали к поверхности, если вы не указали иное.

Иного не указывал

[ДОБРЯК 603]

1 час назад, de1ay сказал:

Давление же скалярная величина..

 

8 минут назад, de1ay сказал:

Грубо говоря, моя задача сейчас в том, чтобы подобрать такую силу и давление, которые будут создавать в данной сфере одинаковые напряжения

Сила это векторная величина. Поэтому вы ее можете заменить только распределенной нагрузкой. Эта распределенная нагрузка в данном случае называется давлением. 

[de1ay 2]

46 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Сила это векторная величина. Поэтому вы ее можете заменить только распределенной нагрузкой. Эта распределенная нагрузка в данном случае называется давлением.

Это не отменяет вопроса с площадью..)

[soklakov 1 475]

1 час назад, de1ay сказал:

Иного не указывал

а попробуйте указать, что ваше давление направлено в одну сторону. глядишь, с силой сойдется.

[de1ay 2]

25 минут назад, soklakov сказал:

а попробуйте указать, что ваше давление направлено в одну сторону. глядишь, с силой сойдется.

Через SFE и параметр LKEY или как-то иначе?

[soklakov 1 475]

23 минуты назад, de1ay сказал:

Через SFE и параметр LKEY или как-то иначе?

эм...если уж спрашиваете, то да - как-то иначе. попробуйте WB...

@Борман , ахтунг, адепт аксептед

[de1ay 2]

10 минут назад, soklakov сказал:

эм...если уж спрашиваете, то да - как-то иначе. попробуйте WB...

@Борман , ахтунг, адепт аксептед

а в mechanical не подскажите, как сделать? Не подумайте плохо, но в данном случае принципиально, чтобы решение было именно в механикал

[Борман 2 375]

3 часа назад, soklakov сказал:

а попробуйте указать, что ваше давление направлено в одну сторону. глядишь, с силой сойдется.

Это не имеет значения. На примере трубы... равнодействующая на затычку не зависит от формы затычки и определяется только поперечным сечением трубы.

[soklakov 1 475]

20 часов назад, Борман сказал:

На примере трубы... равнодействующая на затычку не зависит от формы затычки и определяется только поперечным сечением трубы.

и даже более обтекаемая форма не может уменьшить равнодействующую?

[piden 2 874]

3 minutes ago, soklakov said:

и даже более обтекаемая форма не может уменьшить равнодействующую?

Так он же про затычку. Равнодействующая на которую равна давлению на площадь поперечного сечения. И которая не ясно как соотносится с данной задачей..

[Борман 2 375]

1 час назад, soklakov сказал:

21 час назад, Борман сказал:

 

и даже более обтекаемая форма не может уменьшить равнодействующую?

Если давление постоянно, то нет.

 

1 час назад, piden сказал:

И которая не ясно как соотносится с данной задачей..

Ровно так, как это себе представляет автор темы.

[piden 2 874]

10 minutes ago, Борман said:

Ровно так, как это себе представляет автор темы.

Это да. Жаль, его представления с реальностью соотносятся аж никак...

[karachun 2 038]

@piden А может это ему руководитель так приказал. Шаг влево, шаг вправо - незачет.