Сингулярность или нет?

[saigak 3]

@karachun

В упругой модели мы получили напряжения 2400. Это в пластической модели 2358.

Мы превысили предел текучести, что делать дальше?

 

 

49 минут назад, karachun сказал:

Стоп, так ведь предел текучести 2350. Мы не в аптеке.

Нет, это не верно. Опасной ситуацией будет случай когда напряжения во всем поперечном сечении приближаются к пределу текучести. При статическом нагружении допустима локальная пластическая деформация.

В реальных конструкциях полно мест где есть локальная пластическая деформация, например отверстия под болты. Но это не мешает конструкциям надежно работать.

 

Я в курсе, что СП допускает пластические деформации. При этом появляются различные ограничения. Кроме того увеличиваются и допускаемые напряжения - например формула 44.

 

49 минут назад, karachun сказал:

Гуглите "Метод расчета по предельным состояниям". Если на пальцах - берете меньшее из (предел текучести / 1.5 или предел прочности / 2), если средние напряжения через все сечение не превышают этого значения то можете спать спокойно.

Где такое в СП есть? Как определить средние напряжения в сечении?

Возьмем к примеру формулу (41) из СП - расчет балки. Там рассматриваются максимальные напряжения в сечении, а не средние. И расчетное сопротивление сопротивление делится на к-т условий работы, который близок к 1.

 

Традиции это, конечно, хорошо. Главное - их к месту применять. Я же не зря упомянул про предел прочности.

Я надеюсь, Вы не применяете традицию первой брачной ночи несмотря на необходимые условия для выполнения данной традиции? =)

 

 

 

Изменено 6 марта 2020 пользователем saigak

[saigak 3]

PS Речь о средневековой традиции, дающей право господам на первую брачную ночь с крепостными.

[karachun 2 038]

@saigak Только учтите что в СП напряжения определяются по балочной теории а не берутся из МКЭ.

Смотрите - есть у Вас растянутая квадратная стальная труба с двукратным запасом по СП. Вы проделали в ней отверстие для слива конденсата. К-т концентрации напряжений для отверстия - 3. Теперь по Вашей логике у балки нет запаса, ее надо забраковать. Но такие отверстия в металлоконструкциях это обычное дело. Чтобы этого избежать в СП все считается по балочной теории. Небольшие отверстия игнорируются - на это тоже есть формула.

Так, кстати, часто бывает. Считаешь свою конструкцию в МКЭ с солидами и контактами а на этапе анализа результатов оказывается что нормативные документы имели твое МКЭ в виду и ничего кроме балок не признают.

В общем посчитайте конструкцию в балках проверьте по СП используя наименьшее сечение. Скорее всего конструкция пройдет.

Изменено 6 марта 2020 пользователем karachun

[saigak 3]

@karachun

МКЭ очевидно должен быть точнее СП. В СП все расчеты с запасом - это хорошо. Но СП плох тем, что он применим для типовых конструкций. Для всего остального или сопромат или МКЭ.

Уголок как балка в СП не рассматривается - в СП нет расчета на потерю устойчивости уголка. При этом мой уголок ещё и ослаблен вырезом.

 

Поэтому я использую МКЭ.

 

ЗЫ. В американских нормах есть расчеты уголка как балки.

 

 

Изменено 6 марта 2020 пользователем saigak

[karachun 2 038]

@saigak В любом случае - использовать напряжения из МКЭ в формулах из СП некорректно.

Если не хотите считать по СП, то ищите другой стандарт, который будет ближе к машиностроению. В таком стандарте могут быть оговорены допустимые пластические деформации в местах где есть локальная пластика. Обычно 1 или 5 процентов.

13 минуты назад, saigak сказал:

Поэтому я использую МКЭ.

Это хорошо но какой вывод? Проходит или нет?

[saigak 3]

@karachun

Я могу посчитать уголок на изгиб от действия момента и поперечной силы, но не смогу на устойчивость плоской формы изгиба, потому что такого расчета нет в СП.

 

Я не использую напряжения из МКЭ в формулах из СП.

Я сравниваю напряжения из МКЭ с расчетными сопротивлениями (предел текучести) по СП.

В запас можно применить к-т условий работы.

Кстати, можно ли напряжения по Мизесу сравнивать с расчетными сопротивлениями (предел текучести) по СП?

 

Стандарт из машиностроения может быть хорошей альтернативой. Есть что-нибудь на примете?

 

 

[AlexKaz 1 820]

8 часов назад, saigak сказал:

В упругой модели мы получили напряжения 2400. Это в пластической модели 2358.

Мы превысили предел текучести, что делать дальше?

Скриншот распределения напряжений не потерялся? У Вас и в упругости  1300 с чем-то (зелёнекое), а превышение достигается в очень локальной области.

И потом, это статическая напруга или динамическая? Может быть циклическая? Или может быть взята с гигантским запасом? В любом случае, вроде обсуждать МКЭ-результаты нет особого смысла, не ломается.

[saigak 3]

11 час назад, karachun сказал:

@saigak

Это хорошо но какой вывод? Проходит или нет?

Я от Вас хотел услышать вердикт.

Я его услышал:

Цитата

Опасной ситуацией будет случай когда напряжения во всем поперечном сечении приближаются к пределу текучести. При статическом нагружении допустима локальная пластическая деформация.

Но в нем нем четкого критерия. Насколько локальная пластическая деформация допустима?

Думаю, что при изгибе кругляка возможно превышение предела текучести на крайних участках. При этом в центре напряжения будут меньше предела текучести. И кругляк в итоге сломается. Надо будет проверить.

 

После расчетов в пластической модели, считаю что деталь проходит.

 

3 часа назад, AlexKaz сказал:

Скриншот распределения напряжений не потерялся? У Вас и в упругости  1300 с чем-то (зелёнекое), а превышение достигается в очень локальной области.

И потом, это статическая напруга или динамическая? Может быть циклическая? Или может быть взята с гигантским запасом? В любом случае, вроде обсуждать МКЭ-результаты нет особого смысла, не ломается.

Если в упругой модели напряжения превысили предел упругости, должен ли я проверить в пластической модели? Какие критерии оценки в пластической модели?

 

Нагрузка динамическая и взята с к-том динамики.

Нагрузка действительно циклическая, ассиметричная - от нуля до максимума. Количество циклов неизвестно. По результатам расчета на усталость выдерживает 187065 циклов.

Запас ~25%. Но он на то и запас. Его не трогаем.

 

С учетом циклической работы буду делать меньше вырез, чтобы не превышать предел текучести.

 

 

 

 

Изменено 7 марта 2020 пользователем saigak

[AlexKaz 1 820]

11 минуту назад, saigak сказал:

В итоге перестрахуюсь и буду делать меньше вырез, чтобы не превышать предел текучести.

Может быть наоборот, чуть увеличить диаметр? Коэффициент концентрации упадёт. Или в циклике всё иначе?

[saigak 3]

26 минут назад, AlexKaz сказал:

Может быть наоборот, чуть увеличить диаметр? Коэффициент концентрации упадёт. Или в циклике всё иначе?

Был уверен, что увеличение диаметра не поможет - он и так большой. А напряжения большие сами по себе - из-за  ослабленного сечения.

В итоге я ошибался - напряжения упали до 1700. Действительно - все дело в концентрации напряжений.

И это даже не смотря на то, что изначально длина выреза была 300 мм, а для более плавного закругления длину выреза пришлось увеличить до 350 мм, т.е. ещё больше ослабить деталь.

 

[karachun 2 038]

3 часа назад, saigak сказал:

И кругляк в итоге сломается.

Нет, метал потек ≠ металл сломался. Предельное состояние наступит когда пластические деформации наступят во всем сечении и образуется пластический шарнир.

3 часа назад, saigak сказал:

Но в нем нем четкого критерия. Насколько локальная пластическая деформация допустима?

Ищите стандарты, нормативные документы и прочие коды. В них все определено четко.

3 часа назад, saigak сказал:

Нагрузка динамическая и взята с к-том динамики.

А вот это надо было писать в шапке темы а не сейчас. Это вообще меняет дело. Здесь уже надо сравнивать напряжения по кривой усталости. В усталостной прочности все может сломаться и при напряжениях ниже текучести.

[saigak 3]

15 минут назад, karachun сказал:

Нет, метал потек ≠ металл сломался. Предельное состояние наступит когда пластические деформации наступят во всем сечении и образуется пластический шарнир.

Перечитал определение пластического шарнира - Вы правы.

 

15 минут назад, karachun сказал:

А вот это надо было писать в шапке темы а не сейчас. Это вообще меняет дело. Здесь уже надо сравнивать напряжения по кривой усталости. В усталостной прочности все может сломаться и при напряжениях ниже текучести.

Забыл. Но это даже хорошо. Рассмотрели больше вариантов =)

 

Я выше привел эпюру количества циклов из расчета на усталость - все вроде ОК.

 

Мой вопрос остался без ответа. Какой критерий оценки при анализе напряжений в пластической модели?

[karachun 2 038]

45 минут назад, saigak сказал:

Я выше привел эпюру количества циклов из расчета на усталость - все вроде ОК.

На основе чего считаются эти циклы, Вы находили S-N кривую для вашей стали или это все сам солид насчитал? И само количество циклов, 188 тысяч это приемлемо для Вашей задачи?

47 минут назад, saigak сказал:

Мой вопрос остался без ответа. Какой критерий оценки при анализе напряжений в пластической модели?

Для усталости если появилась пластика то деталь долго не проживет - пару тысяч циклов, не больше.

Для статики - ищите точное определение в стандартах, например в машиностроительных. В разных стандартах критерии разные, увы подсказать ничего не могу.

Для статики если определять на глаз то выше уже много раз писали соображения, почему конструкция проходит.

[soklakov 1 475]

2 часа назад, saigak сказал:

Какой критерий оценки при анализе напряжений в пластической модели?

 

2 часа назад, saigak сказал:

образуется пластический шарнир

 

[saigak 3]

2 часа назад, karachun сказал:

На основе чего считаются эти циклы, Вы находили S-N кривую для вашей стали или это все сам солид насчитал? И само количество циклов, 188 тысяч это приемлемо для Вашей задачи?

Для усталости если появилась пластика то деталь долго не проживет - пару тысяч циклов, не больше.

Для статики - ищите точное определение в стандартах, например в машиностроительных. В разных стандартах критерии разные, увы подсказать ничего не могу.

Для статики если определять на глаз то выше уже много раз писали соображения, почему конструкция проходит.

SolidWorks сам считает усталость - есть в нем такой вид расчетов.

 

 

@soklakov

А если к примеру мы рассматриваем растянутый стержень? =)

 

 

Погнул стержень круглого сечения.

Пластический шарнир, судя по деформациям, образовался - явно виден шарнир и пропал изгиб участков стрежня по бокам от пластического шарнира.

Но напряжения в центре меньше предела текучести. Т.е. по определению не должно быть пластического шарнира.

 

ЗЫ Программа закончила расчет раньше времени, выдав какое-то замечание.

 

 

[karachun 2 038]

6 минут назад, saigak сказал:

Но напряжения в центре меньше предела текучести.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Нейтральная_ось

8 минут назад, saigak сказал:

А если к примеру мы рассматриваем растянутый стержень?

Предел текучести через все сечение.

[saigak 3]

Только что, karachun сказал:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Нейтральная_ось

Я об этом знаю, поэтому ранее говорил:

Цитата

Думаю, что при изгибе кругляка возможно превышение предела текучести на крайних участках. При этом в центре напряжения будут меньше предела текучести. И кругляк в итоге сломается. Надо будет проверить.

А это Ваши слова:

Цитата

Предельное состояние наступит когда пластические деформации наступят во всем сечении и образуется пластический шарнир.

 

[karachun 2 038]

@saigak Не забывайте что все это считается на определенной сетке, с конечным размером элемента. Так что все не будет идеально.

Потекли не крайние элементы а практически все сечение, кроме нейтральной линии, это и есть пластический шарнир. Сама нейтральная линия не обеспечивает достаточной жесткости потому что она практически не включена в работу.

Вот сравните эту картинку и то что получается у Вас.

Изменено 7 марта 2020 пользователем karachun

[saigak 3]

@karachun

Видимо, дело в размере сетки.

 

Спасибо!

[soklakov 1 475]

55 минут назад, saigak сказал:

Но напряжения в центре меньше предела текучести. Т.е. по определению не должно быть пластического шарнира.

 

у вас уже включена пластика. поэтому напряжения не превышают предел текучести. так что пластический шранир может бытьи поэтому есть.