Jump to content

Упругопластический расчет и его исходные данные


Recommended Posts

Guterfreund

Всем привет!

 

Малость запутался, вправьте, пожалуйста, мозги :)

 

Определяется допускаемая нагрузка на произвольную конструкцию в упругопластической постановке. Материал идеальный упругопластический (с нулевым упрочнением). Прочие нелинейности, кроме материала, в модели отсутствуют.

 

Допускаемая нагрузка = предельная нагрузка / 1,5. Предельная нагрузка соответствует выходу системы из статического равновесия (невозможности получения численного решения).

 

Допустим имеется нагрузка 1000 Н, действующая на конструкцию из материала с пределом текучести 200 МПа. Необходимо проверить выдержит ли конструкция данную нагрузку с запасом 1,5.

 

Классически, в расчете увеличивается нагрузка в 1,5 раза до 1500 Н и проверяется сходимость решения. Если решение получено, нагрузка считается допустимой.

 

У меня возник вопрос, можно ли в данной постановке вместо увеличения нагрузки уменьшить предел текучести материала в 1,5 раза, т.е. при 1000 Н задать предел текучести 133,3 МПа? Будет ли данный расчет эквивалентен расчету на увеличение нагрузки с реальным пределом текучести?

 

Аналитический расчет простых конструкций (растяжение или изгиб стержня) показывает, что расчеты с увеличением нагрузки или с уменьшением предела текучести дают эквивалентные результаты.

 

Приходит ли кому в голову конструкция, для которой данные подходы могут дать различные результаты?

 

Буду благодарен за любые мысли!

 

Спасибо!

 

 

Link to post
Share on other sites


soklakov
19 минут назад, Guterfreund сказал:

Предельная нагрузка соответствует выходу системы из статического равновесия (невозможности получения численного решения).

Все таки лучше смотреть график сила-перемещение. Он должен к этому моменту на полку выйти. И где-то в модели должен просматриваться пластический шарнир или что-то похожее на него.

20 минут назад, Guterfreund сказал:

Приходит ли кому в голову конструкция, для которой данные подходы могут дать различные результаты?

из нескольких материалов?

запас по материалу и так делается тем, что принимаются минимальные значения. если нужно обеспечить запас по нагрузке, то и обеспечивайте запас по нагрузке. при чем тут снижение характеристик материала?

Link to post
Share on other sites
Борман
18 минут назад, Guterfreund сказал:

Буду благодарен за любые мысли!

 

В вашем случае критическое состояние - это пластический шарнир. На балках у вас все должно было сойтись.

Где либо (кроме балок) вряд ли развал решения связан с появлением пластичсекого шарнира. 

 

 

Link to post
Share on other sites
Guterfreund
11 минуту назад, soklakov сказал:

Он должен к этому моменту на полку выйти. И где-то в модели должен просматриваться пластический шарнир или что-то похожее на него.

Да, речь идет о потере несущей способности или, иными словами, о возникновении сквозной пластической деформации

 

11 минуту назад, soklakov сказал:

из нескольких материалов?

почему из нескольких? Материал один!

 

11 минуту назад, soklakov сказал:

запас по материалу и так делается тем, что принимаются минимальные значения

речь идет об оборудовании, работающим под давлением, там оценка прочности производится по допускаемым напряжениям. Допускаемое напряжение (условно) - это 1,5 кратный запас относительно минимального предела текучести.

 

11 минуту назад, soklakov сказал:

если нужно обеспечить запас по нагрузке

нужна прочность конструкции, соответствующая запасу номинального допускаемого напряжения 1,5.

 

Упругопластический расчет является альтернативой обычной оценке прочности по допускаемым напряжениям. В классике при таком расчете увеличивается нагрузка. Я задумался, почему нельзя вместо увеличения нагрузки уменьшить предел текучести. Удобнее работать с фактической нагрузкой и пределом текучести равным допускаемому напряжению...

7 минут назад, Борман сказал:

В вашем случае критическое состояние - это пластический шарнир. На балках у вас все должно было сойтись.

Где либо (кроме балок) вряд ли развал решения связан с появлением пластичсекого шарнира. 

Речь идет о пластическом шарнире. Прочие состояния не интересуют.

Edited by Guterfreund
Link to post
Share on other sites
AlexKaz
13 минуты назад, Guterfreund сказал:

В классике при таком расчете увеличивается нагрузка. Я задумался, почему нельзя вместо увеличения нагрузки уменьшить предел текучести.

Предел текучести материала фиксирован. Менять его вниз или вверх - можно себя запутать.

И потом, всё бы хорошо, но есть нелинейные конструкции даже в упругости. А точно ли оно потечёт, если скинуть предел текучести? Не знаю...

Давайте тогда и модуль Юнга туда-сюда менять, тоже на напряжение влияет по Гуку.

Edited by AlexKaz
Link to post
Share on other sites
Guterfreund
Только что, AlexKaz сказал:

можно себя запутать

вопрос в другом. Может ли кто-нибудь привести пример конструкции, для которой в двух постановках (с увеличенной нагрузкой в 1,5 раза или с уменьшенным пределом текучести в 1,5 раза) предельное состояние, связанное с потерей несущей способности (в статической постановке), будет отличаться? Потерю устойчивости не рассматриваем...

Link to post
Share on other sites
karachun
4 минуты назад, Guterfreund сказал:

Может ли кто-нибудь привести пример конструкции

Даже если никто и не придумает пример, то все равно - зачем такие телодвижения? Как заметил @AlexKaz - принимая нереалистичные свойства материала можно себя запутать. А если потом кто-то другой откроет Ваш расчет и будет его пересчитывать то проблемы гарантированы. По крайней мере ошибка будет в запас.

И в МКЭ пакете обычно проще сделать несколько вариантов нагружений чем несколько материалов.

Link to post
Share on other sites
AlexKaz
29 минут назад, Guterfreund сказал:

Может ли кто-нибудь привести пример конструкции, для которой в двух постановках (с увеличенной нагрузкой в 1,5 раза или с уменьшенным пределом текучести в 1,5 раза) предельное состояние, связанное с потерей несущей способности (в статической постановке), будет отличаться? Потерю устойчивости не рассматриваем...

Легко. Когда задано жёсткое нагружение.

А теперь прикиньте варианты таких конструкций: ну задали Вы нагрузки, а где-то в ней стоит ограничение на максимальное перемещение, типа штока ползуна. И вот в нём и будут происходить чудеса при другом sigmaT и единичной нагрузке...

Edited by AlexKaz
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
12 минуты назад, karachun сказал:

И в МКЭ пакете обычно проще сделать несколько вариантов нагружений чем несколько материалов.

И решить задачу с пластическим шарниром?:biggrin:

Link to post
Share on other sites
soklakov
30 минут назад, Guterfreund сказал:

Удобнее работать с фактической нагрузкой и пределом текучести равным допускаемому напряжению...

не удобнее.

 

31 минуту назад, Guterfreund сказал:

почему из нескольких? Материал один!

 

это было предложение подумать о конструкции из нескольких материалов. снижать там пределы текучести на 30% и надеяться, что это приведет к 30% падению нагрузки не стоит. лучше провести честный расчет на увеличенную нагрузку.

 

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
karachun
10 минут назад, ДОБРЯК сказал:

И решить задачу с пластическим шарниром?

Why not?

Задать нагрузку в виде перемещения или включить слабые пружины или фиктивную динамику.

Или дождаться пока решатель развалится и по этому определить что шарнир появился.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
soklakov
1 минуту назад, karachun сказал:

Задать нагрузку в виде перемещения или включить слабые пружины или фиктивную динамику.

@Guterfreund , вот прямо сейчас таким образом закрываем расчет траверсы. Для грузоподъемного оборудования расчет по предельному состоянию понятнее. И конструкция в целом все еще похожа на балочную.

Там по заданию при эксплуатационной нагрузке не должно быть превышения предела текучести, но мы же все понимаем, что в линейной модели это вопрос сетки. Никаких гладких конструкций без сингулярностей никто не даст. Обычная траверса со всеми своими концентраторами.

Но помимо этого, то есть помимо расчета по допускаемым, дополнительно должен быть запас к разрушению 5. (то есть расчет по предельному состоянию).

Я к чему... материал у всей траверсы вроде как один - 09Г2С. Вот только есть детали полученные разными способами: листовой прокат, трубный и так далее. И есть экспериментальные данные по разным типам деталей - о разном пределе текучести, ведь обработка разная. Вот и получается, материал, казалось бы, один, а в мат модели - много разных.

 

И снижать им всем предел текучести ниже минимального наблюдаемого в эксперименте - странно. Это, конечно, запас. Но зачем он?

 

Link to post
Share on other sites
Guterfreund
58 минут назад, soklakov сказал:

Вот и получается, материал, казалось бы, один, а в мат модели - много разных.

У меня наоборот, один материал и десяток нагрузок. В материале поменять проще и запутаться сложнее, чем перемножать нагрузки.

 

Спасибо всем за комментарии!

Link to post
Share on other sites
soklakov
7 минут назад, Guterfreund сказал:

У меня наоборот, один материал и десяток нагрузок.

эм... когда нагрузок много, может потребоваться еще и исследование непропорционального нагружения.

к примеру, грузите вы свой сосуд давлением внутри и моментом на патрубок. тогда есть предельное давление при действии момента, а есть предельный момент при действии давления. а когда нагрузок несколько - так еще веселее)

Link to post
Share on other sites
karachun
1 час назад, Guterfreund сказал:

запутаться сложнее, чем перемножать нагрузки

У меня в Фемапе, например, рабочий процесс создания множества лоадкейсов такой. Я создаю несколько базовых нагрузок (постоянная, переменная и прочие) в отдельных наборах а потом комбинирую эти нагрузки в новые лоадсеты по необходимости, домножаю отдельные нагрузки на нужные коэффициенты и ничего не теряется.

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
В 10.03.2020 в 10:46, karachun сказал:

И в МКЭ пакете обычно проще сделать несколько вариантов нагружений чем несколько материалов.

Только для линейной задачи расчет будет быстрее. Для прямого метода. Одна матрица и много правых частей...

Link to post
Share on other sites
Цитата

Давайте тогда и модуль Юнга туда-сюда менять, тоже на напряжение влияет по Гуку

Не влияет.  Влияет на деформации. И перемещения само-собой. Можно посмотреть формулы для моментов в любом букваре по сопромату :)

Link to post
Share on other sites
В 10.03.2020 в 09:59, Guterfreund сказал:

редельная нагрузка соответствует выходу системы из статического равновесия (невозможности получения численного решения).

 

В 10.03.2020 в 09:59, Guterfreund сказал:

Если решение получено, нагрузка считается допустимой.

 

В 10.03.2020 в 11:09, karachun сказал:

Или дождаться пока решатель развалится и по этому определить что шарнир появился.

интересно, а как это в отчёте/пояснительной записке оговоривают?:smile:
Типа так и писать по тексту что ли: "у меня солвер в Унсисе вылетает, аля пластический шарнир!"

Link to post
Share on other sites
soklakov
1 час назад, Jesse сказал:

интересно, а как это в отчёте/пояснительной записке оговоривают?

график нагрузка-прогиб + поля пластических деформаций.

18 часов назад, _Fedor_ сказал:

Не влияет.  Влияет на деформации. И перемещения само-собой. Можно посмотреть формулы для моментов в любом букваре по сопромату :)

так полюбуйтесь:biggrin:

 

федор.png

Link to post
Share on other sites

Спасибо. Но это все задачи Дирихле.

То есть заданы перемещения или углы, а не нагрузки. То что красненьким обведено :)

Link to post
Share on other sites
soklakov
7 минут назад, _Fedor_ сказал:

Спасибо. Но это все задачи Дирихле.

это да. но формулки из букваря сопроматного, как заказывали.

Link to post
Share on other sites

Просто у меня под рукой был другой букварь. Ну и каждый может в задачках мкэ где приложены силы и нулевые условия Дирихле, то есть без нагрузки перемещениями, менять модуль упругости и убедиться что в линейной задаче  напряжения не меняются при изменении модуля.

s = E e = E( k/k) e=( E/ k)  ( k e)  :)

Link to post
Share on other sites
  • 3 months later...

Решил сюда написать, чтобы не плодить темы. Тут высказано мнение, что нужно выполнять упругопластический расчет с нагрузкой, увеличенной в 1,5 раза. Но из какого стандарта это следует?
Я нашел только 2 по упругопластическим расчетам:
1. ISO 13628-7: вроде как используется коэффициент 1,5, есть простая формула для определения пластических деформаций
2. ASME VIII DIV 2: используются коэффициенты 1,7 и 2.4, есть странная формула для определения допускаемых пластических трансформаций - пытался отобразить коэффициент запаса по ним в SW - показывает превышение где вообще пластические деформации низкие

А вы что используете?

Link to post
Share on other sites
  • 3 months later...
soklakov
В 25.06.2020 в 16:58, cser сказал:

А вы что используете?

нормы используются по месту. проектируем грузоподъемное оорудование - одни запасы, детскую карусель - другие.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • gudstartup
      Обязательно всплывет все опции придется активировать заново Если у вас есть даташит от вашей платы посмотрите какие опции на ней активированы и для новой платы вам придется  запросить у продавца лист данных и сравнить с имеющимися у вас программными и аппаратными опциями Покупая на али вы не будете иметь никаких гарантий кроме поставки платы в указанные сроки
    • Кварк
    • karachun
    • Кварк
      После расчета контактных напряжений правильнее смотреть запас прочности по нормальным напряжениям? По-хорошему смотреть нужно по смятию, но нет таких. Смотрим по нормальным и ручками прикидываем допускаемые смятия. Так? Скриншот 14-06-2021 20:10:42.jpg (skr.sh)
    • karachun
      @Кварк  Извините, нет времени объяснять. Используйте пружины. Inrel это для расчета самолетов и кораблей.     Inrel используют когда силы не до конца уравновешены, Inrel их доуравновешивает, если есть гравитация. У вас же силы уже в равновесии, вам он не нужен, нужны пружинки.
    • Кварк
      Нет. С инерционной разгрузкой. Я в ютубе видел, где так делали. А в чем тут ошибка? Я не правильно понимаю суть это разгрузки: она уравновешивает небольшие дисбалансы сил?
    • karachun
      @Кварк Давайте так. Сделайте толстостенную трубу с внутренним давлением. У нее будут только два компонента напряжений - радиальные и кольцевые (торцы трубы открыты). В методичке она есть. Оба этих напряжения главные, можете их подставить в формулу эквивалентных напряжений и тогда сможете сравнивать эквивалентные с эквивалентными. Покажете здесь - что насчитали.   Как результаты совпадут - тогда можете переходить к посадке с натягом. В методичке она тоже есть.   ОК?   P.S. Я же надеюсь что вы считаете со слабыми пружинами а не с Inertia Relief. Верно?
    • Кварк
      С торца ничего не крепится. По контактным напряжениям сошлось. Сетка грубая была, но и так видно, что то что надо. Скриншот 14-06-2021 19:33:31.jpg (skr.sh) Я правильно понимаю, что теперь нужно считать Мизесу и игнорировать напряжения в зоне контакта?
    • karachun
      Вы сперва их найдите а потом подумайте - а можно ли эти напряжения сравнивать с теорией. Знали ли составители теории что трубу будут считать в солиде и жестко крепить с торца?
    • Кварк
      Почему? Если на эпюре указан максимум такой, то где-то же он есть. Почитаю. Спасибо.
×
×
  • Create New...