[Cfytrr]

Siemens PLM Femap with NX Nastran "Real FEA made easy"




Тема посвящается вопросам, возникающим при работе в среде программного комплекса Femap

Примеры выполнения некоторых расчетов можно посмотреть:
на домашней страничке

на сайте www.iberisa.com http://iberisa.wordpress.com,
Форум (англ.)
Линейный анализ; Нелинейный анализ
Форум на домашней страничке

[Cfytrr]

ChNB,
Тонкостенные сборки следует сразу рисовать в CADe по средним линиям продлевая на величину "зазоров" до примыкания плоскостей. Это справедливо в тех случаях если длина "листов" много больше величины "зазоров" (например, ферма в целом), в противном случае надо моделить солидами (например, всякие там отдельные узлы, примыкания и т.д.)

[ChNB]

Cfytrr, то есть если сборка состоит из деталей моделируемых solid'ами и листовых деталей, то листовые тоже необходимо моделировать solid'ами? Была мысль сократить количество элементов, а с ним и время расчёта за счет использования plate элементов для листовых деталей.

[selega]

Сообщение от Cfytrr ChNB, Тонкостенные сборки следует сразу рисовать в CADe по средним линиям продлевая на величину "зазоров" до примыкания плоскостей. Это справедливо в тех случаях если длина "листов" много больше величины "зазоров" (например, ферма в целом), в противном случае надо моделить солидами (например, всякие там отдельные узлы, примыкания и т.д.)

В дополнение замечу, что универсального критерия, когда можно (или необходимо) использовать модель срединных поверхностей, а когда solid'ную, нет. И вряд ли когда-нибудь будет, потому что на точность расчета влияет очень большое число факторов. Если задача несложная, имеет смысл использовать обе модели. Это полезно в плане накопления личного опыта и расчетной интуиции. Если будете использовать солиды, посмотрите пример у Шимковича. Там доходчиво обосновано, почему рекомендуется применять объемные элементы с промежуточными узлами (8-узловые тетраэдры и т.п.).

[Serg_1991]

ChNB,

Сообщение от ChNB Здравствуйте уважаемые специалисты! Возник у меня вопрос относительно моделирования сборок из сварных тонкостенных деталей, интересует специфика создания связей между отдельными деталями. Предположим, в упрощенном варианте, есть 2 пластины совмещенные торец к плоскости и имеющие толщину 5 мм, изначально они импортированы из CADа и являются объемными. Создав в Femap'e срединные поверхности для них мы получаем зазор в половину толщины в месте примыкания, тут и возникает вопрос-как правильнее(с наименьшими погрешностями для расчета) задать свойства для данного зазора? Варианты я вижу следующие: 1. Продлить плоскости до примыкания друг к другу. 2. Выполнить зазор с использованием например gap элементов. Как кто решает подобные "трудности"?

Я продлеваю плоскости до примыкания друг к другу, разбиваю на элементы и сшиваю узлы, считаю конструкцию. Сварной шов прочнее чем материал конструкции, поэтому учитывать его в 90% случаев смысла нет. Если же есть задача посчитать именно шов то здесь нужно поступить как описано в книжке у Шимковича или придумать что то свое.

====================================================================================
Как приложить нагрузку "Displacement"к узлу в цилиндрической системе координат? Угол задавать в градусах или в радианах, в документации ничего не нашел .

[Cfytrr]

Сообщение от ChNB то листовые тоже необходимо моделировать solid'ами?

Я говорю о том, что такие сборки:

Пластинами корректно не замоделить.

вот такие:

Можно моделить и пластинами и солидами в зависимости от задачи, если этот узел считается в составе всей рамы (фермы, каркаса и т.д.) то его нужно считать в пластинках. Если Вам интересно изучить величину раскрытия зазоров во фланце и распределение в нем напряжений тогда моделим узел отдельно, в солидах.

а вот такие сборки:

Считать солидами можно, но не целесообразно с точки зрения траты системных ресурсов и времени счета. Их надо считать только в пластинках.
Все сказанное выше является моим личным мнением.

[selega]

Сообщение от Cfytrr Все сказанное выше является моим личным мнением.

Нельзя не согласиться.
Но стоит заметить, что если применять, то или пластины, или солиды. Соединять их в одной модели крайне нежелательно. Если только жесткости сопрягаемых элементов не отличаются на несколько порядков. Это в качестве коммента к второму скрину

[Cfytrr]

Сообщение от Serg_1991 Как приложить нагрузку "Displacement"к узлу в цилиндрической системе координат? Угол задавать в градусах или в радианах, в документации ничего не нашел .

1. Создать требуемую СК (в примере она N3)

2. Задать в этой СК закрепление от поворота вокруг той оси относительно которой собираемся задавать поворот (в примере собираемся поворачивать вокруг тангенциального направления)

3. Задаем поворот в этой СК в радианах (в примере поворот на 3 градуса)

4. Получаем результат (конец плеча длиной 12 переместилось по вертикали на 0.628 )

Сообщение от selega Но стоит заметить, что если применять, то или пластины, или солиды. Соединять их в одной модели крайне нежелательно

Ну, если помнить что у солидов в узлах нет предачи моментов, а следовательно пластину к ним можно присоеденить только шарнирно, то в чем может быть подвох?

[selega]

Сообщение от Cfytrr 1. если помнить что у солидов в узлах нет предачи моментов, а следовательно пластину к ним можно присоеденить только шарнирно, то в чем может быть подвох?

Вот в этом и будет - в реальности моделируемая пластинами часть объекта вряд ли будет всегда присоединена шарнирно к части, моделируемой солидами. Поэтому для корректного отражения взаимодействия стыкуемых частей модели из пластин и солидов потребуется немало ручного труда по созданию граничных условий, отвечающих реальному положению вещей.

[ChNB]

Всем огромное спасибо за советы! Всё учту! Я рассчитываю сборку достаточно большого объема, в ней имеется под сборка состоящая в основном из плоских элементов. Отдельно она уже мною посчитана и хотелось её максимально упростить, конечно с минимальной потерей качества для большей сборки. Вот и возник вопрос возможно ли соединить тела созданные solid'ами и тела созданные plate'ами. Как я понял совмещать эти типы элементов не стоит из-за трудности создания граничных условий и непредсказуемой точности результатов расчёта?

[Serg_1991]

Cfytrr, Спасибо что в общей мешанине углядел мой вопрос.
Мне не понравилась третья картинка, не видно что балка переместилась, но дело не в этом.
Я здесь более конкретно сформулировал вопрос и модельку прицепил может так понятней будет:

Описание: Обычный кусок трубы нагружен силой заданной перемещением по осям У=0.012м и z=0.003м.

При расчете выдает ошибку "Node хххх, DOF 1 is not constrained but has Enforced Displacement applied".

Ошибка вообще- то ожидаема, так как закрепления заданы в пользовательской цилиндрической системе координат, а перемещение в базовой прямоугольной.

Вопрос: Как же правильно приложить нагрузку?

С уважением

Serg
На давление, температуру и весовые нагрузки можно внимания не обращать.

[selega]

Сообщение от ChNB Вот и возник вопрос возможно ли соединить тела созданные solid'ами и тела созданные plate'ами. Как я понял совмещать эти типы элементов не стоит из-за трудности создания граничных условий и непредсказуемой точности результатов расчёта?

Я бы не мешал все в кучу. Ожидаемые трудности как раз и направлены на то, чтобы избежать этой самой непредсказуемости.
По поводу сопряжения...
Скажем так - в автоматическом режиме это сделать вряд ли получится. Вероятнее всего, при сборке ваша пластина просто "примкнет" к объемному телу. В этом случае граничные узлы будут работать шаринирно. Чтобы исключить это недоразумение, придется применять известные "ручные" способы - объединение перемещений, введение абсолютно жестких тел, или как их еще назвают - жестких вставок и т.п. Но надо иметь в виду, что все это может потребовать создания новых узлов и элементов со всеми вытекающими послествиями. И тут лучше заранее прикинуть - стоит ли углубляться в эти дебри или целесообразнее перемоделировать требуемые части объекта.
А вообще - расчет сборок и просто относительно сложных объектов - целая наука, в основе которой лежит вовсе не метод конечных элементов (это всего лишь средство достижения цели), а стратегия расчета, направленная на минимизацию затрат при обеспечении требуемого качества результатов. Этому никто не учит, да и в литературе на эту тему крайне редко можно встретить лишь пару-другую общих фраз.

[ChNB]

Еще раз спасибо за разъяснения! Буду учиться и пробовать различные способы и сравнивать результаты. Femap для меня вообще как окружающий мир, чем больше в него углубляешься, тем меньше ощущение что что то понимаешь

[selega]

Сообщение от ChNB Буду учиться и пробовать различные способы и сравнивать результаты.

И опыт - сын ошибок трудных,
И гений - парадоксов друг (А.С.Пушкин)
По FEMAP&NASTRAN можно найти достаточно много литературы, но она весьма рарозненна. Поэтому стоит уделить внимание русскоязычным изданиям Шимковича и Рудакова. При этом надо помнить, что FEMAP - всего лишь оболочка интерфейса, весьма, надо сказать, удачная (это мое личное мнение). Что же касается приемов моделирования, но то они не сильно отличаются в задачах одного типа. Поэтому имеет смысл обратиться к литературе по ANSYS и другим пакетам. Там тоже можно найти если не прямую подсказку, то хотя наводящие идеи. А это уже полдела

[Cfytrr]

Сообщение от Serg_1991 Вопрос: Как же правильно приложить нагрузку?

Нагрузка в виде смещения опор подразумевает, что смещение всегда происходит в направлении закрепления. По большому счету, программу мало волнует что перемещения заданы в одной СК, а закрепления в другой, главное чтоб компонента закрепления совпадала с компонентой перемещения. Если закрепление создано только по X, а смещение задано и по X и по Y то программа отругается и проигнорирует смещение по оси Y.
Вы задали закрепления свободные в радиальном направлении, а смещение в продольном и вертикальном. Получается что только для двух узлов выполняется условие полного совпадения закреплений и перемещений (один из них 1189 покрашен в красный цвет) а для узла окрашенного в желтый будет полностью проигнорировано вертикальное вынужденное смещение.

После расчета, глядя на список жалоб видим, что к узлу 1189 у программы претензий нет и смещение в нем точно соответствуют заданным, а в остальных, похоже, вынужденноесмещение частично игнорируется, чем ближе к желтому узлу тем больше (в желтом остается только свободное поперечное смещение от деформации всего контура)

з.ы. И еще согласуйте ориентацию пластин, а то осевые компоненты напряжений выглядят странно

[Serg_1991]

Cfytrr, Добрый день!
Все скурпулезно разложили по полочкам, даже возразить нечего.
Кто виноват, то же понятно, а вот что делать?
Вряд ли, что я первый столкнулся с необходимостью комбинировать в узле два закрепления в разных системах координат, так что нужно искать инфу.

Сообщение от Cfytrr з.ы. И еще согласуйте ориентацию пластин, а то осевые компоненты напряжений выглядят странно

А что у меня с ориентацией вроде все в порядке(см. прикрепленные файлы), проверте у себя, или я что то не так понял?

[pdle]

Что значит Comb stress и Eqv stress в Femap? Какие у них формулы ?

[selega]

Сообщение от pdle Что значит Comb stress и Eqv stress в Femap? Какие у них формулы ?

Вот что нашел в хэлпе:
"Show Stresses allows you to specify which type of stress FEMAP should calculate from the vector data. The 8 options are von Mises Stress, Maximum Shear Stress, Maximum Principle Stress, Minimum Principle Stress, Axial Stress, Y Shear Stress, Z Shear Stress, and Combined Shear Stress. The type selected in Show Stress will persist until changed or FEMAP is closed. The default stress type for new models is Axial Stress.

When the Show Stress option is set to Combined Shear Stress, check the Vector Plot option to view the stress as vectors instead of a contour plot. There are several options under Advanced which may be used to create the desired Vector Plot."

В хэлп иногда очень полезно заглядывать

[Cfytrr]

Serg_1991,

Сообщение от Serg_1991 что делать?

Использовать другую стадию расчета, в которой создать закрепления, которые позволят задать вынужденные смещения.

Сообщение от Serg_1991 А что у меня с ориентацией вроде все в порядке(см. прикрепленные файлы), проверьте у себя, или я что то не так понял?

Это потому что у Вас включены эквивалентные напряжения (им безразлична ориентация), а вот включите напряжения по Осям и увидите разницу.

[Serg_1991]

Cfytrr, Спасибо за дискуссию!
Вопрос общими усилиями решился, да его по большому и не было.

Еще раз проверил "себя" на счет ориентации. Скачал файл с форума, запустил, просчитал. Но такой ершистости как у Вас не получил см. приложенный файл. 7020..Plate Top X Normal Stress вывел как у Вас, или это не эти напряжения Вы имели ввиду?
Еще раз всем спасибо!
С уважением
Serg

[selega]

Сообщение от Serg_1991 Cfytrr, ершистости не получил

Прошу прощения за свои пять копеек, просто проходил мимо
Посмотрите внимательно - у Вас обоих картинки отличаются только "гладкостью" цветовых переходов. Вероятно у Вас, Serg, выставлена более глубокая палитра - по всей видимости 256 цветов. У Cfytrr, полагаю, шкала по умолчанию - 16 или 32 цвета (не помню уже).