[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

[pdle]

Как новичок в моделировании по Femap, я пробую делать простую задачу:

Дано одна труба с длиной 1 метр, и её сечение: 4см x 4см с толщиной стенки: 4мм. На трубу загрузится распределенная нагрузка 1000Н/м по всей длине.

Решив эту задачу в Femap, я создал по длине трубы 6 равных элементов c Beam properties. Направление ось Y элемента (Elemental Y) совпадает с Global Z.


Material: Steel 16D
Property: Beam Element
Load: Distributed load by Elements

Рассмотрев в результат, у меня есть следующие вопросы:

1) Как обычно, в курсе сопромата, изгибающие моменты во всех сечениях трубы должны быть положительными. Но полученные результаты (Beam EndA Bending Moment, Beam EndB Bending Moment) являются отрицательными.



2) Почему Beam Diagram у EndA и EndB элементов одинаковы ?


Когда рассмотрел значения изгибающего момента в позициях EndA и EndB, у меня получилось:




По этим значениям мы замечаем что они должны быть различными !

3) Почему 2 constraints разрешают возвращение вокруг Z но значение изгибающий момент (Bending moment) в этих constraints не абсолютно равен 0 (хотя почти 0)?

[Cfytrr]

Сообщение от pdle ... должны быть положительными ...Но являются отрицательными.

1. А Вы ориентацию оси Y элемента задайте по оси Global Y и смотрите Plane1 Moment и будут Вам положительные моменты.

2.

Почему Beam Diagram у EndA и EndB элементов одинаковы ?

Потому что там, где заканчивается один элемент начинается другой. В этой точке у них одинаковый момент. У 7 элемента в конце -111,111, а у 8 элемента в начале -111,111
3.

...момент в этих constraints не абсолютно равен 0

Погрешности.

[pdle]

Сообщение от Cfytrr 1. А Вы ориентацию оси Y элемента задайте по оси Global Y и смотрите Plane1 Moment и будут Вам положительные моменты.

Тогда, если мы хотим получить точные значения, обязательно принимать Elemental Y совпадает с Global Y. Почему, когда Elemental Y совпадает Global Z, отрицательные изгибающие моменты появились ?

2. Потому что там, где заканчивается один элемент начинается другой. В этой точке у них одинаковый момент. У 7 элемента в конце -111,111, а у 8 элемента в начале -111,111

Если так, эпюр EndB должен начинать с координата 0.16666, о не 0 (как в полученном эпюре)

3. Погрешности.

Какие погрешности?

С уважением !

[Cfytrr]

Сообщение от pdle Тогда, если мы хотим получить точные значения, обязательно принимать Elemental Y совпадает с Global Y. Почему, когда Elemental Y совпадает Global Z, отрицательные изгибающие моменты появились ?

По умолчанию эпюра моментов рисуется в плоскости Elemental Y со стороны сжатого волокна.

Plane1 Moment действительно лежит в этой плоскости, а Plane2 Moment в перпендикулярной плоскости, но рисуется все рано в плоскости Elemental Y.
Поэтому назначать Elemental Y нужно так что б искомая эпюра моментов была Plane1 Moment.
2. Это что за координата, случайно не начало элемента?
3. Без понятия, у меня момент строго равен 0

[pdle]

Сообщение от Cfytrr По умолчанию эпюра моментов рисуется в плоскости Elemental Y со стороны сжатого волокна. Plane1 Moment действительно лежит в этой плоскости, а Plane2 Moment в перпендикулярной плоскости, но рисуется все рано в плоскости Elemental Y. Поэтому назначать Elemental Y нужно так что б искомая эпюра моментов была Plane1 Moment.

Как я понимаю, что направление эпюра может измениться с помощью View Option -> PostProcessing -> Beam Diagram -> Default Direction, и поэтому направление изгибающего момента не важно. Я интересуюсь значениями изгибающих моментов, почему они отрицательны ? . В зависимости от вида деформации балки, очевидно что изгибающие моменты должны положительными (нижние волокна растягиваются).

2. Это что за координата, случайно не начало элемента?

Я чертил эту балку со координат 0,0,0 по 1,0,0. Балка делится на 6 равных элементов, и поэтому EndA элементов последовательно имеют координаты: 0, 0.167, 0.33, 0.500, 0.667, 0.833 ; и EndB элементов последовательно: 0.167, 0.33, 0.500, 0.667, 0.833, 1.000. Therefore the beam diagram of "Beam EndB Plane2 Bending Moment" must be started at 0.167.

Yours sincerely!

Это то, что я обнаружил сегодня:

Рассмотрим влияния ориентационного вектора элемента «Beam» на значения изгибающих моментов в результате анализа модели.
Решим следующую задачу:
Дано одна балка с диной 1м, сечение балки – прямоугольная труба с размером 4см x 4см x 4мм. Труба сделана из стали 16Д. На балку действует распределенная нагрузка 1000Н/м по всей длине.
Моделируем:
Number of Elements = 6; Node spacing = Equal
Property = Beam; Cross-section shape = Rectangular Tube

Orientation vector = (0,0,0)→(0,0,1) [Elemental Y ≡ Global Z]
Contraints: Nodal
Load: Elemental: Distributed load: EndA = -1000, EndB= -1000, Direction =Global Y

Результат:

Сначала, мы определим на какую плоскость рассмотрим значения изгибающих моментов. В Femap имеются две плоскости Plane1, Plane2. Plane1 составляет Elemental XY и Plane2 – Elemental XZ. Так как Elemental Y совпадает с Global Z, и поэтому Plane2 совпадает с Global plane XY, а Plane1 – Global plane XZ (cхема 1).



Поэтому мы рассмотрим изгибающие моменты в Plane2. Полученный эпюр:


Неожиданно, полученные изгибающие моменты отрицательны. Очевидно по курсу сопромата, изгибающие моменты должны быть положительными. Вот, почему?

Посмотрим направление плоскостей Global Plane XY и Elemental Plane 2 (XZ). В зависимости направлений главных осей плоскости, мы замечаем главные оси Global Plane XY получается отражением главных осей Elemental Plane 2 (XZ) через оси X (Global и также Elemental).
Из курса сопромат мы знаем: положительные моменты:



Отразим через оси X, мы получим:



Положительные изгибающие моменты становятся отрицательными моментами.

Эта причина, почему мы получим отрицательные изгибающие моменты.

Сейчас, чтобы утвердить наше рассуждение является точным, мы заменяем Elemental Y совпадает с Global Z но с противоположным направлением.
Orientation vector = (0,0,0)→(0,0,-1) [Elemental Y ≡ - Global Z].
Тогда Global Plane XY и Elemental Plane 2(XZ) совпадают друг с другом.



Рассмотрим на результат:



И так как мы ждем, положительные изгибающие моменты у нас получилось.

[100k]

на рубоард выложили ссылку: книжка по фемап 10.2
http://www.cad.dp.ua/stats/FEMAP-102.php

[selega]

Сообщение от 100k на рубоард выложили ссылку: книжка по фемап 10.2 http://www.cad.dp.ua/stats/FEMAP-102.php

Огромное спасибо!
Вот только собрать в один файл, к сожалению, нельзя - запаролено

Кое-что из литературы по FEMAP-NASTRAN и не только можно посмотреть здесь.

[Cfytrr]

selega, Распаролим и сошьём

[selega]

Сообщение от Cfytrr selega, Распаролим и сошьём

Буду очень признателен за распароливание А сшивать меня научили еще в школе

[Cfytrr]

del

[pdle]

Сообщение от ChNB pdle, Вообще древесина является анизотропным материалом, так как его свойства зависят от выбранного направления(направление волокон). в Femap'e он вроде моделируется как ортотропный.

Можно мне показать обзор создания такого материала, пожалуйста!!!

[ChNB]

pdle, в создании ортотропного материала я встретил только одну проблему, отсутствие необходимых параметров в справочной литературе и прочих источниках. А так всё как с обычным материалом, при создании нажимаем Type(в верхнем правом углу), выбираем orthotropic 2D или 3D в зависимости от того что вам нужно, и появляется диалоговое окно для задания свойств материала. Для древесины вам необходимо знать: модули упругости и сдвига для каждого направления(вдоль и поперек волокон) и коэффициент Пуассона также для двух направлений.

[selega]

Сообщение от ChNB Для древесины вам необходимо знать: модули упругости и сдвига для каждого направления(вдоль и поперек волокон) и коэффициент Пуассона также для двух направлений.

pdle, все это есть в СНиП деревянные конструкции. Хоть в актуализированном под маркой СП 64.13330.2011, хоть в обычном II-25-80

[ChNB]

selega, может вы тогда подскажете ещё где взять аналогичные данные для листового стеклотекстолита? А то я кроме модуля упругости больше ничего не нашёл, не считая только одного и весьма сомнительного коэффициента Пуассона.

[selega]

Сообщение от ChNB selega, может вы тогда подскажете ещё где взять аналогичные данные для листового стеклотекстолита? А то я кроме модуля упругости больше ничего не нашёл, не считая только одного и весьма сомнительного коэффициента Пуассона.

ChNB, к сожалению, никогда не приходилось сталкиваться с этим материалом в расчетах. Есть справочники по полимерным материалам, но таковыми не располагаю. Попробуйте поискать в интернете.

[ChNB]

selega, перерыл огромное количество сайтов уже, толком ничего. Буду искать справочники.

[selega]

Сообщение от ChNB selega, перерыл огромное количество сайтов уже, толком ничего. Буду искать справочники.

ChNB, посмотрите здесь.

Характеристики текстолита можно найти в справочнике конструктора-машиностроителя Анурьева.

[Cfytrr]

ChNB,
Фланец с моделированием элементов зазора с помощью gap.
Расчет должен быть нелинейным, можно использовать Nonlinear Static, но этот расчет игнорирует нагрузку "преднатяжение болтов".
Для учета преднатяжения нужно использовать Advaced Nonlinear Static.
Пример, файл 10.2.0.

[ChNB]

selega, спасибо за ссылку.
Cfytrr, скачал модель, спасибо! Попробовал выполнить расчёт на своей машине и получил USER FATAL MESSAGE
^^^ ERROR IN ADVANCED NONLINEAR MODULE -1
и возникло сразу несколько вопросов:
Как я понял в свойствах Gap элементов compression stiffness это жесткость на сжатие, а tension на растяжение? В каких единицах заданы эти величины? Вопрос возник при сравнении их величины с модулем упругости имеющим величину 2,1E+6? Видимо я чего то не понимаю вроде его величина 210 ГПа и я всегда задавал для материала её как 2,1Е+5 чтобы напряжения получить в МПа, естественно размеры у меня в мм.

[Cfytrr]

ChNB,
У меня в файле размерности кг см, соответственно и Е=2100000.
У gap элементов нет материала, для них напрямую задается EF. Тобиш, gap элемент с жесткостью 170000 под нагрузкой 6000 продеформируется на величину 6000/170000=0.03529