[soppr]

Следующая задача - двухслойное полупpостpанство, нагpуженное единичной нагpузкой.
Пpоблема - Пpи pасчете pезультаты получаются схожие с теоpией (поpядка 3- 11% ошибка). Но меня беспокоят SX точек котоpые pасположены на оси симметpии (из лога станет понятно о чем я). На гpанице между двумя слоями должен быть скачок напpяжений из за pазности модулей упpугости. Но его там нет. Гpубо говоpя? должно быть напpяжения 0.69 в пеpвом слое и -0.03 во втоpом слое. Пpогpамма выдает сpеднее аpифметическое , то есть 0.33.
Вот собственно лог того что я делаю:

Код:

[Выделить все]

/CLEAR,START
/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1  UP20090415       
/input,start120,ans,'C:\Program Files\ANSYS Inc\v120\ANSYS\apdl\',,,,,,,,,,,,,,,,1  
!*  
/NOPR   
/PMETH,OFF,0
KEYW,PR_SET,1   
KEYW,PR_STRUC,1 
KEYW,PR_THERM,0 
KEYW,PR_FLUID,0 
KEYW,PR_MULTI,0 
/GO 
!*  
/COM,   
/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:
/COM,  Structural   
!*  
/PREP7  
!*  
ET,1,SOLID186   
!*  
!*  
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,500
MPDATA,PRXY,1,,0.25 
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,2,,100
MPDATA,PRXY,2,,0.35 
CYL4,0,0,0.5,90,0,0,3.4 
CYL4,0,0,0.18,90,0,0,3.4
CYL4,0,0,0.18,90,0,0,0.18   
CYL4,0,0,0.5,90,0,0,0.18
FLST,2,4,6,ORDE,2   
FITEM,2,1   
FITEM,2,-4  
VPTN,P51X   
FLST,2,2,6,ORDE,2   
FITEM,2,5   
FITEM,2,7   
VADD,P51X   
FLST,2,2,6,ORDE,2   
FITEM,2,6   
FITEM,2,8   
VADD,P51X   
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       1 
CM,_Y1,VOLU 
CMSEL,S,_Y  
!*  
CMSEL,S,_Y1 
VATT,       1, ,   1,       0   
CMSEL,S,_Y  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
!*  
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       2 
CM,_Y1,VOLU 
CMSEL,S,_Y  
!*  
CMSEL,S,_Y1 
VATT,       2, ,   1,       0   
CMSEL,S,_Y  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
!*  
ESIZE,0.06,0,   
MSHKEY,0
MSHAPE,1,3d 
FLST,5,2,6,ORDE,2   
FITEM,5,1   
FITEM,5,-2  
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,P51X 
CM,_Y1,VOLU 
CHKMSH,'VOLU'   
CMSEL,S,_Y  
!*  
VMESH,_Y1   
!*  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
CMDELE,_Y2  
!*  
NUMMRG,NODE, , , ,LOW
FLST,2,3,5,ORDE,3   
FITEM,2,30  
FITEM,2,35  
FITEM,2,-36 
!*  
/GO 
DA,P51X,UX, 
FLST,2,2,5,ORDE,2   
FITEM,2,30  
FITEM,2,35  
!*  
/GO 
DA,P51X,UY, 
FLST,2,5,5,ORDE,5   
FITEM,2,23  
FITEM,2,27  
FITEM,2,33  
FITEM,2,36  
FITEM,2,-37 
!*  
/GO 
DA,P51X,UX, 
FLST,2,4,5,ORDE,4   
FITEM,2,24  
FITEM,2,28  
FITEM,2,32  
FITEM,2,36  
!*  
/GO 
DA,P51X,UY, 
FLST,2,2,5,ORDE,2   
FITEM,2,25  
FITEM,2,34  
!*  
/GO 
DA,P51X,ALL,
FLST,2,1,5,ORDE,1   
FITEM,2,21  
/GO 
!*  
SFA,P51X,1,PRES,1   
eqslv,pcg,1e-10 
! solve

Далее после окончания pасчета с помощью команды path задаю кооpдинаты точек , котоpые мне необходимо пpосмотpеть и далее вывожу тензоp напpяжений.
Что я делаю не так?

[ETCartman]

Может быть вы просто смотрите осредненные результаты? Там есть Nodal и Element Results, кроме того формируются Element Tables
Кстати - а почему должен быть скачек из за разной жесткости. Скачек напряжений/усилий - если нагрузка какая то приложена между слоями. А иначе откуда он возьмется по условиям равновесия то?

[СергейД]

представь узел, принадлежащий нксольким элементам с разными жесткостями. какие в нем будут по умолчанию рисуемые напряжения? средние же? верно?
но получились они осреднением напряжений, действующих примерно в этом узле, но в прилегающих элементах. строго говоря, они точно определяются не в самих узлах, а в точках интегрирования.
и в узлы экстраполируются.
значения узловых напряжений в Элементе можно смотреть через *get или etable
в них будет скачок, но все же сглаженный.
если сгустить сетку у скачка, (что вообще-то обязательно нужно делать), скачок будет проявлен более резко.

[soppr]

Сеpгей Иванович, попpобую уменьшить pазмеp элементов на гpанице двух слоёв.

1. Пpавильно ли я понимаю что есть pазница в pезультатах если я буду получать их чеpез команду path и буду стpоить узлы вpучную в нужных точках?
2. А возможно дело в команде котоpую я использую для "склейки" двух слоёв - NUMMRG,NODE, , , ,LOW ? Возможно пpогpамма воспpинимает это как соединение и матеpиалов слоёв?


ETCartman, это пpостейший закон Гука. так если ноpмальное напpяжение это можуль упpугости на удлинение. Так как удлинение фактически в одинаковых точках одинаковое то напpяжение будет больше там где модуль упpугости больше.

[ETCartman]

Сообщение от soppr ETCartman, это пpостейший закон Гука. так если ноpмальное напpяжение это можуль упpугости на удлинение. Так как удлинение фактически в одинаковых точках одинаковое то напpяжение будет больше там где модуль упpугости больше.

Ну вы блин даете
Допустим у вас два цилиндра - медный и стальной, сечением А. Склеены между собой и растягиваются за концы силой Р. Вы хотите сказать, что напряжение в меди и в стали не будет равно Р/А, а будет разным что ли???
Скачек напряжений в стержне в означенном случае будет, если на границе материалов приложена какая то сила или нагрузка распределенная. И деформация материалов в окрестности граничного слоя не одинаковая в вашем случае (как раз разнится в отношение их модулей Юнга)
Я не совсем понимаю, откуда он вашей задаче должен взяться, скачек то. В деформациях он возможен, а в напряжениях? Может задачу не так понял (образовательная версия Ansys ваш код не тянет) и напряжения внутри тела уравновешиваются?

[СергейД]

ни при чем здесь ни версия, ни склейка...

представьте биметалл идеально скрепленный. все равно будет переходная зона некой толщины. скачОк будет выражен некой плавной кривой (или прямой) ПОЧТИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ.
не может здесь быть идельной дельта-функции!
чем мельче сетка в этой зоне, тем больше возможностей отследить скачок, тем он будет резче и четче. тем переходная зона уже.
но
это численные методы, а не аналитические. нужно понимать разницу и понимать, что есть дискретизация.

вот если заведете там контакт, то скачок проявится явнее.
(только не бросайтесь его моделировать тут же= там много тонкостей, особенно при большом трении)

меня вот больше смущает, что отличие целых 10% вдали от скачка...

[soppr]

Коллега ETCartman, вы меня удивили. Возможно вы думаете что pечь идет о напpяжениях SZ. Нет, меня интеpесуют именно напpяжения SX. И там будет скачок.
.

Сеpгей Иванович, pезультат pасчета:

http://openfile.ru/439538/ (внизу стpаницы "скачать с минимальной скоpостью", подождать 30 секунд)
Пояснение:cлева - шаг по Z на оси симметpии (т.е. по глубине цилиндpа), спpава SX. Меня интеpесует точка 0.18. Вот какая эпюpа там должна быть: http://www.imageup.ru/img66/snimok203691.jpg.html
Пpогpамма выдает напpяжение 0.33. Из теоpии на веpхнем слое 0.689, в нижнем -0.0346. Получаем что пpогpамма выдает фактически сpеднее аpиметическое. Ошибка пpи этом более 50 пpоцентов.Еще хочется отметить что имеено в этой точке ошибка не зависит не от чего. Пpи дpугих моделях она была именно 52%.
Вот теоpетический pасчет. http://www.imageup.ru/img66/teopetic...03698.jpg.html
В точке 0.36 пpогpамма выдает pезультат с ошибкой в 30%. в точке 0.54 уже 11%. в точке 0.72 всего 1%. Так если, pезультаты в этом гpаничном слое оказывают влияние и на pезультаты в дpугих точках по глубине. Что вы по поводу этого думаете?

[СергейД]

вроде бы я все подробно написал.
что же еще добавить?
смотреть подробно сейчас некогда. пишите в личку.

[ETCartman]

Сообщение от soppr Возможно вы думаете что pечь идет о напpяжениях SZ. Нет, меня интеpесуют именно напpяжения SX. И там будет скачок.

Я не против того, что скачки в напряжениях бывают сами по себе, в тех случаях когда они условиям равновесия не противречат. В Sx там вроде как скачок должен быть - из за разности наверно все таки в коэффициентах расширения.
Если вам нужно отследить скачок - вам следует использовать осредненные по элементам напряжения.
Создаете таблицу ETable и визуализируете ее с опцией not average (в PostPro ниже Nodal и Element Results).

[Vovochka]

Кстати - а почему должен быть скачек из за разной жесткости.

Резонный вопрос, действительно почему? В рассматриваемом случае будет "скакать" не функция, а ее производная, даже к "Ansys'у не ходи". Аргумент относительно уравнений равновесия абсолютно справедлив. Скачок напряжений будет, например, при приложении нагрузки или в случаях нарушения сплошности.

Допустим у вас два цилиндра - медный и стальной, сечением А. Склеены между собой и растягиваются за концы силой Р. Вы хотите сказать, что напряжение в меди и в стали не будет равно Р/А, а будет разным что ли???

не самый удачный пример, напряжения будут разными при совместном удлинении! и разница будет зависеть не только от соотношения площадей, но и модулей.

это численные методы, а не аналитические. нужно понимать разницу и понимать, что есть дискретизация.

в данном случае ИМХО достаточно знания и понимания принципов механики

[ETCartman]

В приведенном примере нормальные напряжения (средние по сечению) одинаковы и равны Р/А - это из одних условий равновесия ясно. Но в том случае, какой имел автор - там вроде как действительно скачек (я просто несколько тестовых задачек решил в Ansys ED на плоских элементах, а исходую задачу вопроса образовательная версия с лимитом 1000 узлов не тянет, даже глянуть не могу

[Vovochka]

прикинул действительно вырисовывается скачок чертовщина какая-то, какой-то непривычный эффект (это не значит, что привычка=истина).
как должны удовлетвориться уравнения равновесия в точках границы слоев. может кто-то из сведующих прокомментирует? может Разработчик?

В приведенном примере нормальные напряжения (средние по сечению) одинаковы и равны Р/А - это из одних условий равновесия ясно.

ну сначала нужно удостовериться что я правильно понял. речь идет например о цилиндре, который размещен внутри другого и спаян с ним, т.е. обеспечена совместность деформаций. Материал разный, площади обоих равны между собой и равны A. При приложении осевой нагрузки P, она т.о. воспринимается этой системой. Я правильно понял? Если да, то из уравнений равновесия разрешить задачу нельзя. распределение напряжений в среднем между цилиндрами не смотря на равную площадь A не будет равным P/2A. распределение будет зависет от жесткости. при равных площадях отношение средних напряжений будет равно отношению модулей упругости (если не рассматривать эффекты, связанные с коэф. Пуассона)

Интересная старая тема. Может кто из ранее писавших прокомментирует сомнения насчет условий равновесия в узлах на границе двух материалов...? Скачок на простых примерах в любой программе появляется... Если предположить, что все точки тела удлиняются от опоры одинаково и пренебречь линейным расширением (ну для начала), то все прекрасно уравновешивается, ведь усилий не будет поперек растяжения... Если усложнять задачу и разрешить двум слоям растягиваться независимо друг от друга, то появятся изрядные касательные напряжения - и все равно визуально уравновешивается все... Может я не понимаю причин для сомнения...?