[wert123]

В ходе написания диссертации столкнулся с проблемой при расёте фибробетонной плиты.
Хочу сравнить прогибы расчётной модели с натурными испытаниями.
Для создания геометрической модели фибробетонной плиты размерами 0,5 х 0,5 х 0,04 м было исползовано 3200 объёмных конечных елементов размерами
0,025 х 0,025 х 0,005 м.
Тип КЭ 231 - Физически нелинейный параллелепипед, согласно библиотеке конечных элементов программного комплекса использовался для моделирования тела плиты.
Расчёт производился с учётом нелинейной деформации материалов.
Для учёта нелинейности использовался 11 экспоненциальный закон нелинейного деформирования, что дало возможность использовать данные для параметров материала фибробетона, полученных испытанием образцов (кубиков, призм).
Применялись следующие параметры для задания жёсткости:
- коэффициент Пуассона (0,2);
- удельный вес материала (Ro=2,5т/м3);
- параметры материала:
начальное значение модуля Юнга на сжатие и растяжение Е = 27514 МПа = 2,8 е6 т/м2
предельное значение напряжения на сжатие σ(-) =-3624.0 т/м2
σ(-) = N/A = 355.5/100 = 3.555 кН/см2 = 3624 т/м2
Nкуб = 474 кН – граническая прочность на сжатие кубика размером 10х10х10 см.
Nпризм = 0,75 х Nкуб = 0,75 х 474 = 355,5 кН
А = 10 х 10 = 100 см2.
предельное значение напряжения на растяжение σ(+) =297.0 т/м2
σ(+) = N/A = 29,15/100 = 0.2915 кН/см2 = 297 т/м2
Nпризм = 29,15 кН – граническая прочность на растяжение.
Схема приложения нагрузки согласно схеме проведённых испытаний, смотреть приложенный файл.
Расчёт выполнен на следующие загружения:
1 ступень – по 0,2 т.
2 ступень – по 0,5 т.
3 ступень - по 0,9 т.
4 ступень - по 1,2 т.
5 ступень - по 1,6 т.
6 ступень - по 1,8 т.
7 ступень - по 2,0 т.
Проблема заключается в следующем. При проведении эксперимента образцы фибробетонных плит ламались на 3 ступени, а при програмном расчёте полнейшего разрушения достич не удалось.
Подскажите пожалуйста в чём моя ошибка и возможно ли получить результат приближённый к экспериментальному.
Возможно я не правильно трактую результаты расчёта.

[ander]

предельные значения относительных деформаций не заданы. Честно скажу, не проверял, работают ли они в 11-ом законе, в таких случаях пользовался 15-ым. А это адекватное приложение нагрузок? 2т на узел (4 узла) при размере элемента 0.025х0.025? Да и наличие по контуру связи по Z тоже сомнительно, но про стенд ничего не известно.

[wert123]

Сообщение от ander предельные значения относительных деформаций не заданы. Честно скажу, не проверял, работают ли они в 11-ом законе, в таких случаях пользовался 15-ым. А это адекватное приложение нагрузок? 2т на узел (4 узла) при размере элемента 0.025х0.025? Да и наличие по контуру связи по Z тоже сомнительно, но про стенд ничего не известно.

Подскажите пожалуйста каким образом можна получить предельные деформации? И возможен ли корректный расчёт без них?
К сожалению для 231 КЭ закон 15 не реализован, допустимы 11, 13, 14, 18, 21, 31. Но и в этих всех законах, кроме 11, не так просто задать характеристики фибробетона полученные испытанием призменных и кубиковых образцов.
А в чём проблема размера элемента (0,025х0,025) слишком мал? 4-и узла приложения нагрузки - такова схема приложения нагрузки при испытании. Может, нагрузку надо было приложить не в узеле, а на КЭ? Нагрузка прикладывалась поэтапно, не сразу 2т, а по шагам. Фибробетонная плита сломалась при 0,9 т на точку, тоесть до 2т дело и не дошло. В лире задавал 2т что бы опрделить на каком этапе сломается плита, но к сожалению такового не произошло.
Связи были следующими - по четырём краям - шариковые опоры, а по контуру - цилиндры (вроде как перемещения по Z ограничивались).

[ander]

Ваши опоры по Z - защемление, т.к. работают и на растяжение и на сжатие, от чего у Вас углы и разрушаются, судя по картинке расчета. Вам нужны либо контактные связи, либо определить какие опоры следует исключить из расчета. Пошаговость приложения не влияет на качество приложения нагрузок, поэтому если говорите, что так и есть, ничего больше добавить не могу. Относительные предельные деформации оговариваются в СП по жбк, если у Вас нет каких-либо экспериментальных.

И возможен ли корректный расчёт без них?

понятия не имею, но, очевидно, что, в данном случае, давно все "течет" и чтобы увидеть уже "желтые" элементы - чего-то не хватает, посмотрите задав опоры по-нормальному, может, что изменится.

[wert123]

Сообщение от ander Пошаговость приложения не влияет на качество приложения нагрузок, поэтому если говорите, что так и есть, ничего больше добавить не могу.

А в чём заключается качественность нагрузки? Что можна изменить?

И чем можна смоделировать шариковую и роликовую опору?

Интересный результат получается если оставить только четыре связи по Z. В таком случае дело до нелинейного расчёта вообще не доходит. ??? Не понятно в чём проблема.

[Инженер-96]

Я решил эту задачу немного по другому:
1) использовал оболочки вместо объемников (при таком соотношении толщины и пролета это возможно; и тут уже нет проблем с моделированием опор);
2) учел собственный вес плиты;
3) ввел предельные деформации, равные таковым для обычного бетона по СП 52-101 (их надо бы уточнить, ведь у вас фибробетон);
4) учел не только физическую, но и геометрическую нелинейность.

Результат - к-т предельной нагрузки 0.3, что близко к эксперименту.

[wert123]

Сообщение от Инженер-96 1) использовал оболочки вместо объемников (при таком соотношении толщины и пролета это возможно; и тут уже нет проблем с моделированием опор);

тоже вариант, скорее всего буду использовать, хотя интересно всё же попробывать получить такой же результат на объёмниках.

Сообщение от Инженер-96 4) учел не только физическую, но и геометрическую нелинейность.

как именно учитывается в таком случае геометр. нелинейность (какие-то параметры задавали)? и для чего применять геометр. нелинейность?

Сообщение от Инженер-96 Результат - к-т предельной нагрузки 0.3, что близко к эксперименту.

Подскажите где в результатах просмотреть к-т предельной нагрузки?

[ander]

wert123, поскольку нагрузка узловая, то размеры элементов должны быть адекватны. Я не знаю, возможно, в Вашем случае все верно. Для моделирования учета работы опор только на сжатие следует пользоваться КЭ261. И если будете следовать СП, то и закон нужно 14-ый задавать.

и тут уже нет проблем с моделированием опор

Инженер-96, у Вас перестали возникать растягивающие усилия в углах?

[СергейД]

"экспиреминтальным" результатам именно в " дисертации " и место.
"попробывать"
"Что можна изменить?"
" Не понятно" в чём проблема
"достич" не удалось.
"Возможно я не правильно трактую результаты расчёта"

как же не стыдно?

[Солидворкер]

Сообщение от СергейД как же не стыдно?

СергейД, топикстартер не из России.

[СергейД]

ну слово диссертация нужно хотя бы тогда правильно писать выучить...

[wert123]

Спасибо, СергейД!

Сообщение от Солидворкер СергейД, топикстартер не из России.

и в чём же мой стыд? что мне посоветоваться нескем?

[Инженер-96]

Сообщение от wert123 как именно учитывается в таком случае геометр. нелинейность (какие-то параметры задавали)? и для чего применять геометр. нелинейность?

Это просто. Надо только использовать соответствующий тип элемента (441 или 444 вместо 241 или 244). Для чего? Такая модель все же ближе к реальности и к тому же она позволяет выполнить анализ устойчивости конструкции. Хотя в данном случае учет геометрической нелинейности, вероятно, мало что дает, т.к. опоры у плиты шарнирно подвижные.

Сообщение от wert123 Подскажите где в результатах просмотреть к-т предельной нагрузки?

В конце протокола расчета.

Сообщение от ander Инженер-96, у Вас перестали возникать растягивающие усилия в углах?

Вы правы - если опоры односторонние, надо использовать специальные КЭ или удалять из модели "растянутые" опоры. Но в такой задаче это не особо принципиально - односторонность дает лишь локальный эффект в углах плиты, а общая несущая способность плиты не меняется.

[СергейД]

ладно. забудем. просто такое количество грамматических ошибок удивило у аспиранта.

[wert123]

Инженер-96, попробовал рассчитать по предложенной Вами модели фибробетонную плиту армированную сеткой Ш4 Вр-1 с шагом 50х50 мм., привязка центра сетки – по центру плиты (2 см.)
Результат получился следующий:
- до 3-й ступени прогибы более менее достоверны;
- на 4-й ступени сосредоточенные силы словно прошивают плиту насквозь.

Что интересно, фиробробетонная плита заданная объёмными КЭ и армированная сеткой показала очень схожие с экспериментом результаты.
Выходит что нет возможности сравнить работу фибробетонной плиты армированной сеткой и без неё.
В первом случае необходимо использовать КЭ – объёмные, а во втором КЭ – оболочки..... Непойму почему так, подскажите пожалуйста.

[Инженер-96]

Сообщение от wert123 на 4-й ступени сосредоточенные силы словно прошивают плиту насквозь

Любая сосредоточенность в МКЭ - плохо. Попробуйте задать силы распределенными по площади. Ведь и в опыте они на самом деле распределены по некоторой площадке - подкладке под домкратами или чем-то еще, чем создавали силу.

Сообщение от wert123 В первом случае необходимо использовать КЭ – объёмные, а во втором КЭ – оболочки

Мне не понятно, почему не получается расчет объемниками. Односторонние опоры пробовали ставить?
Если две равноценные модели - объемная и оболочечная - дают существенно разные результаты, надо обратиться к авторам программы.

[vmt1954]

Добрый день!

Кто либо пытался смоделировать сталефибробетон в ansys?
Кто либо моделировал несущие конструкции с использованием сталефибробетона. В данном случае вопрос имеет основание.

А основание часом не просадочное?

[vmt1954]

Не понял вопроса.

----- добавлено через ~2 мин. -----
Разобрался - нет, чисто несущий вариант.

Так это ж Лира, причём тут ансиска? Спрашивай в соответствующей ветке.