Условие прочности (разрушения) и устойчивости вертикальной тонкостенной трубы с ослаблениями
| Правила | Регистрация | Пользователи | Сообщения за день |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Металлические конструкции > Условие прочности (разрушения) и устойчивости вертикальной тонкостенной трубы с ослаблениями

Условие прочности (разрушения) и устойчивости вертикальной тонкостенной трубы с ослаблениями

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 11.01.2014, 19:45 #1
Условие прочности (разрушения) и устойчивости вертикальной тонкостенной трубы с ослаблениями
sashatgu
 
ingener
 
Spb
Регистрация: 11.01.2014
Сообщений: 14

Подскажите формулы или код программы для ansys (или чего то подобного) или метод расчета для расчета прочности (разрушения) и устойчивости вертикальной тонкостенной трубы (тонкостенной цилиндрической оболочки ) при равномерном осевом сжатии (при нагружении осевой сжимающей силой, при фиксированной осевой нагрузке), имеющих ослабления в виде прямоугольных отверстий (в количестве 2 или 4 штуки в плоскости перпендикулярной оси трубки, как показано на рисунках 1, 3,4) и с торцами закрепленными , как показано на рисунке 2 пункт - в. Тонкостенные нагартованные алюминиевые трубки имеют диаметр 35 мм, толщина стенки 1 мм, длина 1 метр. Разделение на типы трубка и тонкостенная цилиндрическая оболочка условно и зависит от отношения радиуса трубки к толщине стенки. Например, для оболочки это отношение варьируется в диапазоне 30 – 1000 . Поэтому расчет можно вести как по формулам для расчета трубок, так и по формулам для расчета тонкостенных цилиндрических оболочек (под вопросом, подскажите , как правильно сделать?).
Расчет должен соответствовать расчету прочности – устойчивости вертикальной тонкостенной трубы с ослаблениями в виде прямоугольных вырезов (большая сторона выреза лежит в плоскости параллельной торцу трубы, см. рисунок 3) на поверхности трубы при равномерном осевом сжатии с использованием предела прочности. При превышении заданной нагрузки должно происходить разрушение конструкции, т.е. должно происходить разрушение с отрывом или срезом (не знаю какое именно), но точно не смятие, а разрушение по типу хрупкого материала. Общий вид трубки представлен на рисунке 4.
Также мне требуется уточнения механизма разрушения нагартованных алюминиевых трубок в месте где проходят ослабления, конструкция должна складываться, т.е. должна изменять свою длину в меньшую сторону как показано на рисунке 5.

Изображения
Тип файла: jpg Рисунок 2.jpg (25.6 Кб, 1244 просмотров)
Тип файла: jpg Рисунок 4.jpg (70.5 Кб, 1219 просмотров)
Тип файла: jpg Рисунок 3.jpg (41.7 Кб, 1207 просмотров)
Тип файла: jpg Рисунок 6.jpg (87.9 Кб, 1149 просмотров)
Тип файла: jpg Рисунок новый.JPG (21.6 Кб, 969 просмотров)


Последний раз редактировалось sashatgu, 20.01.2014 в 10:37. Причина: Добавления рисунка
Просмотров: 12865
 
Непрочитано 11.01.2014, 20:00
#2
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 4,898
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


Вряд ли для Вашей задачи есть аналитическое решение.
Выкладывайте конкретные размеры трубы, получите конкретное решение. Если кто в ANSYS для Вас напишет макрос то будете обсчитывать трубы в широком диапазоне параметров.
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 11.01.2014, 20:04
#3
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Выкладывайте конкретные размеры трубы, получите конкретное решение. Если кто в ANSYS для Вас напишет макрос то будете обсчитывать трубы в широком диапазоне параметров.
Подскажите где взять подобные макросы

----- добавлено через ~1 мин. -----
Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Вряд ли для Вашей задачи есть аналитическое решение.
Аналитическое решение есть здесь:

. Р. Петерсон. Коэффициенты концентрации напряжений. Графики и формулы для расчета конструктивных элементов на прочность. Издательство “Мир”. Москва 1977, но только для случая круглых отверстий
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 11.01.2014, 20:05
#4
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 4,898
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


В теме про ANSYS ... у хороших людей.
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 11.01.2014, 20:33
#5
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
В теме про ANSYS ... у хороших людей.
А там можно продублировать тему?

Последний раз редактировалось sashatgu, 11.01.2014 в 21:06.
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 12.01.2014, 19:52
#6
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,643


не особо понятно чего тут в ансис считать - вполне все считается и по формулам. надо знать контекст - какая гибкость, какие опорные закрепления и тд
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 12.01.2014, 20:55
#7
Smarts23

инженер ПГС
 
Регистрация: 03.03.2009
Воронеж
Сообщений: 426
Отправить сообщение для Smarts23 с помощью Skype™


Посмотрите
"Листовые металлические конструкции" Лессиг и др.
Трехтомный справочник "Прочность. Устойчивость. Колебания" Пановко Я.Г. и др.
машиностроительные ГОСТы на сосуды и аппараты
Может там что-нибудь сгодится
Smarts23 вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 12.01.2014, 21:39
#8
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Smarts23 Посмотреть сообщение
Посмотрите
"Листовые металлические конструкции" Лессиг и др.
Трехтомный справочник "Прочность. Устойчивость. Колебания" Пановко Я.Г. и др.
машиностроительные ГОСТы на сосуды и аппараты
Может там что-нибудь сгодится
Спасибо

----- добавлено через ~3 мин. -----
Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
не особо понятно чего тут в ансис считать - вполне все считается и по формулам. надо знать контекст - какая гибкость, какие опорные закрепления и тд
Аналитическое решение есть здесь:

Р. Петерсон. Коэффициенты концентрации напряжений. Графики и формулы для расчета конструктивных элементов на прочность. Издательство “Мир”. Москва 1977, но только для случая круглых отверстий и в случае растяжения , а не сжатия.

Торцы закреплены , как показано на рисунке 2 пункт - в.


Для этого типа задач существуют аналитические формулы расчета, но только в случае трубки с поперечным сквозным круглым отверстием при расчете растяжения трубы. Можно ли адаптировать эти формулы для расчета трубки с прямоугольными отверстиями в случаях сжатия? И как это сделать?

Также мне требуется уточнения механизма разрушения нагартованных алюминиевых трубок в месте где проходят ослабления, конструкция должна складываться, т.е. должна изменять свою длину в меньшую сторону, как показано на рисунке 5.

Последний раз редактировалось sashatgu, 12.01.2014 в 22:24.
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 12.01.2014, 22:49
#9
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 4,898
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от sashatgu Посмотреть сообщение
но только для случая круглых отверстий и в случае растяжения , а не сжатия.
Ну дык это совсем другая история, к устойчивости имеющая мало отношения.
Осваивайте МКЭ программные пакеты.
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума  
 
Непрочитано 12.01.2014, 22:57
#10
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,643


Расчет при сжатии на общую и местную устйчивость производится по любым нормам (русским, американским),
так как чистого сжатия не бывает, а также схема потери устойчивости (расчетная длина) может сильно варьироваться в зависимости от контекста задачи
то нужно смотреть общую схему и детали более тщательно - что, где и как.
расчет на устойчивость и прочность цилиндрических оболочек с локальными ослаблениями (вмятинами, вырезами) дан в Норвежских стандартах (не помню название и нормер, давно читал) - на проектирование нефтяных платформ.
В МКЭ то что вы хотите называется nonlinear buckling (есть на youtube примеры). Из открытых программ такй расчет по силам CalculiX и Impact-fem
для случая большой гибкости подойдет просто линейный buckling

Цитата:
Также мне требуется уточнения механизма разрушения нагартованных алюминиевых трубок в месте где проходят ослабления, конструкция должна складываться, т.е. должна изменять свою длину в меньшую сторону как показано на рисунке 5.
чтобы она таким образом складывалась - надо чтобы она раньше этого общую устойчивость не потеряла.
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 12.01.2014, 22:59
#11
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Ну дык это совсем другая история, к устойчивости имеющая мало отношения.
Осваивайте МКЭ программные пакеты.
Меня устойчивость мало интересует, меня интересует концентрация напряжений у прямоугольных отверстий. При центральном растяжении и сжатии они будут одинаковыми или нет (для трубки из нагартованного алюминия). Груба говоря если при какой -то нагрузке труба разрушится в месте ослабления при сжатии, разорвется ли она в том же месте при растяжении при такой же нагрузке по модулю?
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 12.01.2014, 23:23
#12
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 4,898
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от sashatgu Посмотреть сообщение
Груба говоря если при какой -то нагрузке труба разрушится в месте ослабления при сжатии, разорвется ли она в том же месте при растяжении при такой же нагрузке по модулю?
Для тонкостенных конструкций потеря работоспособности при сжатии происходит от потери устойчивости, и эта нагрузка по модулю может быть в несколько раз меньше чем разрушающая нагрузка при работе на растяжение. Это задачи разные.
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума  
 
Непрочитано 12.01.2014, 23:26
#13
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,643


Цитата:
Сообщение от sashatgu Посмотреть сообщение
Меня устойчивость мало интересует, меня интересует концентрация напряжений у прямоугольных отверстий. При центральном растяжении и сжатии они будут одинаковыми или нет (для трубки из нагартованного алюминия). Груба говоря если при какой -то нагрузке труба разрушится в месте ослабления при сжатии, разорвется ли она в том же месте при растяжении при такой же нагрузке по модулю?
формулы для концентрации напряжений содержат силовые факторы в линейной зависимости, так что при перемене знаков усилий просто переменится знак напряжений. При какой нагрузке разрушится - груба говоря, неоднозначный вопрос. Либо у вас усталость, либо просто однократное нагружение.
у вас по всей видимости проблемы с формулировкой задачи, а не с конкретной задачей. То есть вам надо выкладывать все как на духу - схему, назначение расчета, требуемые параметры. Иначе вы ничего не решите сами, или решите неправильно ибо задача не очень простая по смыслу
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 12.01.2014, 23:54
#14
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Для тонкостенных конструкций потеря работоспособности при сжатии происходит от потери устойчивости, и эта нагрузка по модулю может быть в несколько раз меньше чем разрушающая нагрузка при работе на растяжение. Это задачи разные.
Вы меня не понимаете, устойчивость меня не интересует, только разрушение, конструкция и должна разрушаться, но нужно выяснить при какой нагрузке и можно ли посчитать эту нагрузку с использованием формул для расчета концентрации напряжений около прямоугольных ослаблений в трубе (оболочки) но для случая растяжения (центрального). Да и вообще труба у меня короткой длины (не больше 1м ), так что об устойчивости можно не говорить.

----- добавлено через ~7 мин. -----
Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
формулы для концентрации напряжений содержат силовые факторы в линейной зависимости, так что при перемене знаков усилий просто переменится знак напряжений. При какой нагрузке разрушится - груба говоря, неоднозначный вопрос. Либо у вас усталость, либо просто однократное нагружение.
у вас по всей видимости проблемы с формулировкой задачи, а не с конкретной задачей. То есть вам надо выкладывать все как на духу - схему, назначение расчета, требуемые параметры. Иначе вы ничего не решите сами, или решите неправильно ибо задача не очень простая по смыслу
У меня однократное нагружение, материал Д1.Н алюминий, длина 1 метр, диаметр 35, толщина стенки 1мм, устойчивость меня не интересует, только разрушение, конструкция должна разрушаться, но нужно выяснить при какой нагрузке и можно ли посчитать эту нагрузку с использованием формул для расчета концентрации напряжений около прямоугольных ослаблений в трубе (оболочки) но для случая растяжения (центрального), то что должно получиться (именно такое сложение трубы, в результате разрыва в месте ослабления и наезда половин трубы друг на друга) приведено на рисунке 6 (там квадратная труба, но у меня круглая).
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 13.01.2014, 00:38
#15
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,643


Цитата:
Тонкостенные нагартованные алюминиевые трубки имеют диаметр 35 мм, толщина стенки 1 мм, длина 1 метр.
Цитата:
и вообще труба у меня короткой длины (не больше 1м ),
гибкая у вас труба по ходу - устойчивость там будет играть роль еще какую. что касается нагрузки разрушения при растяжении - поскльку алюминий не стекло, зависеть от концентрации на хть и будет но мало. можете задать в impact-fem вашу схему, с диаграммой деформирования и предельной деформацией и помоделировать данный процесс.
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 13.01.2014, 09:27
#16
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
гибкая у вас труба по ходу - устойчивость там будет играть роль еще какую. что касается нагрузки разрушения при растяжении - поскльку алюминий не стекло, зависеть от концентрации на хть и будет но мало. можете задать в impact-fem вашу схему, с диаграммой деформирования и предельной деформацией и помоделировать данный процесс.
Для нагартованного алюминия используется предел прочности , т. е. будет хрупкое разрушение, отрыв в местах ослаблений. Когда проводили опыты так и было. Трубка оставалась строго вертикальной , но сминалась, нагрузка 1 тонна
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 13.01.2014, 12:23
#17
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 4,898
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


sashatgu,
Вы считаете что в обозначенной области стенка не потеряла устойчивость?
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Стенка.PNG
Просмотров: 143
Размер:	28.8 Кб
ID:	120209
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 13.01.2014, 20:41
#18
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Вы считаете что в обозначенной области стенка не потеряла устойчивость?
Здесь более пластичный алюминий, а у меня более хрупкий, там вмятин нет, только разрушение в месте ослабления и наезд верхней части трубки на нижнею.

----- добавлено через ~40 мин. -----
Смотрите рисунок
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 13.01.2014, 21:34
#19
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 4,898
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от sashatgu Посмотреть сообщение
Смотрите рисунок
Там буржуины подписали примерно следующее: "Местная потеря устойчивости, возникающая в результате потери устойчивости продольных краев разреза с последующим контактом между торцевыми кромками выреза"
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 13.01.2014, 21:40
#20
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Там буржуины подписали примерно следующее: "Местная потеря устойчивости, возникающая в результате потери устойчивости продольных краев разреза с последующим контактом между торцевыми кромками выреза"
Я и сам это понимаю, у меня должно быть примерно тоже самое, но у буржуинов прямоугольное отверстие только с одной стороны трубки, а у меня прямоугольники расположены друг напротив друга, так что при сжатии трубка не отклоняется от вертикали, а просто складывается.

У них там

The response to pure bending of tubes with rectangular cut-outs is considered.
Experiments on 1000-mm long, 100-mm diameter, and 2.55-mm wall thickness DIN 2391 ST
NBK supported steel tubes are described. Such a thickness-to-diameter ratio is typical of structural
columns, rather than shell structures. Tubes containing cut-outs with an axial dimension
of up to 30 mm and a circumferential size of up to 1808 were tested. It was found that plastic
hinge mechanisms dominated the response when the cut-out was on the compressive side,
whereas fracture behaviour dominated the response when the cut-out was on the tensile side.
Finite element and semi-empirical analyses were carried out to predict the global load–
deformation behaviour of the tubes.


А у меня алюминий Д1.Н круглая труба , нагрузка 500 кг---1 тонна, длина трубы 1 метр, толщина стенки 1мм, диаметр 35

Мне надо точно знать нагрузку на трубу с прямоугольными ослаблениями (она находится в прессе, концы защемлены рисунок 2 В ( мю = 0,5)), при которой в месте ослабления начнется слом конструкции, но в остальным местах все нормально, т.е. труба без ослаблений должна держать такую нагрузку, но это то легко рассчитать, а вот как рассчитать какую нагрузку будет держать труба с ослаблениями прямоугольной формы.

В ГОСТЕ на эти трубы дается только предел прочности.

В какой лучше всего программе это считать и как?

----- добавлено через ~18 ч. -----
Применять какие методы расчета Linear buckling, unlinear, другие виды расчетов

Последний раз редактировалось sashatgu, 20.01.2014 в 10:38.
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 17.01.2014, 18:22
#21
чучело-мяучело

студент
 
Регистрация: 14.03.2009
Пермь
Сообщений: 301
Отправить сообщение для чучело-мяучело с помощью Skype™


Вы бы не могли уточнить размеры вырезов по поперечному сечению и длине трубы? Или хотя бы их порядок 1, 10, 30 мм?
чучело-мяучело вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 18.01.2014, 21:12
#22
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от чучело-мяучело Посмотреть сообщение
Вы бы не могли уточнить размеры вырезов по поперечному сечению и длине трубы? Или хотя бы их порядок 1, 10, 30 мм?
По центру трубки 2 или 4 прямоугольных отверстия высотой 1см , длиной соответствено 2*Пи*R/4 и 2*Пи*R/8

----- добавлено через ~47 мин. -----
В каких книгах рассматриваются такие вопросы
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 20.01.2014, 08:27
#23
чучело-мяучело

студент
 
Регистрация: 14.03.2009
Пермь
Сообщений: 301
Отправить сообщение для чучело-мяучело с помощью Skype™


Сделал прикидочный расчет Вышей конструкции в ANSYS на устойчивость в линейной постановке.
Длина трубки 1 метр, закрепление по обоим концам жесткое. Модуль упругости - 70 ГПа, коэффициент Пуассона - 0,34. Размер отверстий 10х(2*Пи*R/4 или 2*Пи*R/8) мм.
Для трубки без отверстий получил значение критической сжимающей силы- 44,7 кН.
Для трубки с 4 отверстиями получил значение критической сжимающей силы- 40,8 кН.
Для трубки с 2 отверстиями получил значение критической сжимающей силы- 33,6 кН.
Все первые формы имеют вид общей формы потери устойчивости.
Если у Вас испытание заканчивается на нагрузке в 1т, думаю, что устойчивость конструкции не внесет значительного вклада в концентраторы напряжений.
Offtop: В Ansysе новичок, лучше дождаться подтверждения расчета
чучело-мяучело вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 20.01.2014, 10:29
#24
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Расчет тут точно не линейный.


Как мне перенести обсуждение в тему про Ansys?

----- добавлено через ~53 мин. -----
Цитата:
Сообщение от чучело-мяучело Посмотреть сообщение
Сделал прикидочный расчет Вышей конструкции в ANSYS на устойчивость в линейной постановке.
Длина трубки 1 метр, закрепление по обоим концам жесткое. Модуль упругости - 70 ГПа, коэффициент Пуассона - 0,34. Размер отверстий 10х(2*Пи*R/4 или 2*Пи*R/8) мм.
Для трубки без отверстий получил значение критической сжимающей силы- 44,7 кН.
Для трубки с 4 отверстиями получил значение критической сжимающей силы- 40,8 кН.
Для трубки с 2 отверстиями получил значение критической сжимающей силы- 33,6 кН.
Все первые формы имеют вид общей формы потери устойчивости.
Если у Вас испытание заканчивается на нагрузке в 1т, думаю, что устойчивость конструкции не внесет значительного вклада в концентраторы напряжений.
Устойчивость меня мало интересует, хотя, конечно, наверное, это важно.

Меня интересует другое.

А именно:

Найти такую нагрузку для трубки при превышении которой должно происходить сложение конструкции (отрывы материала в зоне ослабления и наплывы конструкции или смятие конструкции в месте ослабления), т.е. конструкция должна изменять свою длину в меньшую сторону, как показано на последнем рисунке. Для такого типа сложения трубки не допустима потеря общей устойчивости трубки до начала сложения элемента конструкции в месте ослабления, критические разрушающие напряжения должны возникать локально в месте ослабления, я прав или нет?

Характеристики трубки:



Алюминий Д1.Н круглая труба , нагрузка 500 кг---1 тонна, длина трубы 500 - 1000 мм, толщина стенки 1мм, внешний диаметр 35 мм, теоретическая масса 1 м алюминиевой трубки Д1.Н ТУ 1-2-46-78 диамеиром 35 при средней толщине стенки в 1 мм – 0,289 кг. Временное сопротивление (предел прочности) σв МПа (кгс/мм2) – 245 (25).

Мне надо точно знать нагрузку на трубу с прямоугольными ослаблениями (она находится в прессе, концы защемлены рисунок 2 В ( мю = 0,5)), при которой в месте ослабления начнется слом конструкции, но в остальным местах все нормально, т.е. труба без ослаблений должна держать такую нагрузку, но это то легко рассчитать, а вот как рассчитать какую нагрузку будет держать труба с ослаблениями прямоугольной формы.

Ослаблений 2 или 4 по центру трубки, они расположены друг напротив друга, т.е. расстояния между ослаблениями равно длине ослабления. Соответственно длина ослабления такая:

В случае 2 ослаблений 2*ПИ*R/4

В случае 4 ослаблений 2*ПИ*R/8

Высота ослаблений 5 - 10 мм.

----- добавлено через ~1 ч. -----
Если у кого-то есть код, написанный для подобной ситуации, вышлите его мне, пожалуйста.

Последний раз редактировалось sashatgu, 20.01.2014 в 10:40.
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 21.01.2014, 09:34
#25
Ильнур

КМ (+КМД), КЖ (КЖФ)
 
Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,625


Если труба идеальна геометрически, то при 2-х вырезах критическая сила 3,59 тс. Форма потери устойчивости такая - см. вл.1.
Однако концентрация мощная, экв. напряжения при силе 1 тс см. во вл.2.
Изображения
Тип файла: jpg Труба1.JPG (165.3 Кб, 452 просмотров)
Тип файла: jpg Труба2.JPG (76.2 Кб, 458 просмотров)
__________________
Воскресе
Ильнур на форуме  
 
Автор темы   Непрочитано 21.01.2014, 11:23
#26
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Ильнур Посмотреть сообщение
Если труба идеальна геометрически, то при 2-х вырезах критическая сила 3,59 тс. Форма потери устойчивости такая - см. вл.1.
Однако концентрация мощная, экв. напряжения при силе 1 тс см. во вл.2.
Rulez. Мне нужен, по возможности, макрос. Труба идеальна геометрически. Какаю программу вы использовали? В принципе я могу любую себе поставить и в ней посчитать, но мне нужен макрос, так как длина трубы у меня варьируются 100 - 1000 мм, количество, размеры и местоположение ослаблений тоже варьируется. Осевая нагрузка также варьируется. Вы написали при 2 вырезах критическая сила 3, 59, а какую длину трубы вы задали? Что значит: однако концентрация мощная, экв. напряжения при силе 1 тс? Что значат два столбика на рис. 2? Что значит: по IV т., т/кв.м.? Могу ли я провести расчет следующим образом: узнать по вашим рисункам коэфф. концентрации напряжений у ослаблений, затем зная осевую нагрузку и средние напряжения по трубе (сила/площадь стенки трубы) и используя коэфф. концентрации напряжений (умножить средние напряжения на коэфф. концентрации напряжений), считать трубу на превышения предела прочности, т.е. могу ли я считать , что когда напряжения у ослаблений в любом месте превысят предел прочности труба разрушится в месте ослаблений или критические напряжения должны покрыть какую ту площадь в месте у ослаблений (см. рисунок 2). Заранее спасибо.
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 21.01.2014, 19:14
#27
Ильнур

КМ (+КМД), КЖ (КЖФ)
 
Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,625


Цитата:
Сообщение от sashatgu Посмотреть сообщение
Rulez. Мне нужен, по возможности, макрос. Труба идеальна геометрически. Какаю программу вы использовали? В принципе я могу любую себе поставить и в ней посчитать, но мне нужен макрос, так как длина трубы у меня варьируются 100 - 1000 мм, количество, размеры и местоположение ослаблений тоже варьируется. Осевая нагрузка также варьируется. Вы написали при 2 вырезах критическая сила 3, 59, а какую длину трубы вы задали? Что значит: однако концентрация мощная, экв. напряжения при силе 1 тс? Что значат два столбика на рис. 2? Что значит: по IV т., т/кв.м.? Могу ли я провести расчет следующим образом: узнать по вашим рисункам коэфф. концентрации напряжений у ослаблений, затем зная осевую нагрузку и средние напряжения по трубе (сила/площадь стенки трубы) и используя коэфф. концентрации напряжений (умножить средние напряжения на коэфф. концентрации напряжений), считать трубу на превышения предела прочности, т.е. могу ли я считать , что когда напряжения у ослаблений в любом месте превысят предел прочности труба разрушится в месте ослаблений или критические напряжения должны покрыть какую ту площадь в месте у ослаблений (см. рисунок 2). Заранее спасибо.
1. SCAD обыкновенный. Расчет упругий.
2. Модель создается за 1 минуту в графическом препроцессоре.
3. Длина 1 м.
4. Два столба - виды на трубу с двух сторон.
5. Экв. напряжения в среднем слое оболочки толщиной 1 мм по IV-й теории прочности, подходящей для оценки прочности металлов. Сила 1тс, т.к. Ваши испытания показывют разрушающую нагрузку в 1 тс. Как видно, у боковин вырезов происходит многократное повышение напряжения: ~8 раз в перемычке в ослабленном сечении.
6. Напряжения в этой постановке пропорциональны нагрузке, поэтому картина напряжений качественно не изменится. Соответственно идея с коэффициентом концентрации уместна. Однако при изменении соотношения диаметр/толщина и размеров (и форм) ослаблений картина будет меняться.
7. Разрушение происходит не тогда, когда в одной малой точке происходит превышение R, а когда область превышения развита, и, главное, имеет тенденцию к разрастанию по мере исключения перенапряженных областей из работы. Поэтому, если тенденция неочевидна, процесс надо моделировать в нелинейной (геом и физ) постановке. Т.е. практически нужно моделировать Ваши испытания. SCAD этого не может.
8. В данном случае, мне кажется, прорези настолько широки, что разрушение будет происходить без особой "задержки". Полученные Вами результаты испытания говорят примерно о том же. Для анализа теоретических напряжений наверно нужно испытаниями получить фактическое R образца. Например, если на картине при 1 тс местами достигнуто 4 т/кв.см, то нужно эти 4 сравнить не с R=2,8 т/кв.см. из справочников или сертификатов, а сравнить с конкретным R образца.
Вложения
Тип файла: rar Труба алюм1.rar (35.7 Кб, 32 просмотров)
__________________
Воскресе

Последний раз редактировалось Ильнур, 21.01.2014 в 19:36. Причина: Добавил spr файл
Ильнур на форуме  
 
Автор темы   Непрочитано 21.01.2014, 21:40
#28
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Ильнур Посмотреть сообщение
1. SCAD обыкновенный. Расчет упругий.
2. Модель создается за 1 минуту в графическом препроцессоре.
3. Длина 1 м.
4. Два столба - виды на трубу с двух сторон.
5. Экв. напряжения в среднем слое оболочки толщиной 1 мм по IV-й теории прочности. Сила 1тс, т.к. Ваши испытания показывют разрушающую нагрузку в 1 тс. Как видно, у боковин вырезов происходит многократное повышение напряжения: ~8 раз в перемычке в ослабленном сечении.
6. Напряжения в этой постановке пропорциональны нагрузке, поэтому картина напряжений качественно не изменится. Соответственно идея с коэффициентом концентрации уместна. Однако при изменении соотношения диаметр/толщина и размеров (и форм) ослаблений картина будет меняться.
7. Разрушение происходит не тогда, когда в одной малой точке происходит превышение R, а когда область превышения развита, и, главное, имеет тенденцию к разрастанию по мере исключения перенапряженных областей из работы. Поэтому, если тенденция неочевидна, процесс надо моделировать в нелинейной (геом и физ) постановке. Т.е. практически нужно моделировать Ваши испытания. SCAD этого не может.
8. В данном случае, мне кажется, прорези настолько широки, что разрушение будет происходить без особой "задержки". Полученные Вами результаты испытания говорят примерно о том же. Для анализа теоретических напряжений наверно нужно испытаниями получить фактическое R образца. Например, если на картине при 1 тс местами достигнуто 4 т/кв.см, то нужно эти 4 сравнить не с R=2,8 т/кв.см. из справочников или сертификатов, а сравнить с конкретным R образца.
Вложения
Rulez.

1. Во время эксперимента происходит хрупкое разрушение , а не смятие, хотя все, наверное, условно. Т. е. происходит разрыв конструкции в месте ослаблений, а не смятие.

2. Понятно.

3. Понятно.

4. Два столба на рисунке с цветными изолиниями. Видимо один столб задание цветов в зависимости от сигмы, а второй сама сигма. Правильно я понял?

5. Экв. напряжения в среднем слое (Они считаются только в середине или по всей оболочке?) оболочки (Что такое экв. напряжения и зачем они нужны, у нас же чистое сжатие?) толщиной 1 мм по IV-й теории прочности. Сила 1тс, т.к. Ваши испытания показывют разрушающую нагрузку в 1 тс. Как видно, у боковин вырезов происходит многократное повышение напряжения: ~8 раз в перемычке в ослабленном сечении.

Откуда вы взяли в 8 раз? Я насчитал вот что. сигма средняя = сила/площадь = 10000 Н / 2 *3,14* 0,017*0,001 = 10000/0,0001 = 10^8 = 100 МПа. У вас сигма максимальная 50000 кгс/см^2 = 500 000 Н / 0,0001 м^2 = 5000 Мпа превышение в 20 раз , а временное сопротивление 240 МПа, т . е. коэффициент концентрации равен 50 , а превышение предела прочности в несколько раз на участке у ослабления, но труба не разрушается, почему? Вообщем не понятно здесь, может что-то с размерностями напутал.

6. Напряжения в этой постановке пропорциональны нагрузке, поэтому картина напряжений качественно не изменится. Соответственно идея с коэффициентом концентрации уместна. Однако при изменении соотношения диаметр/толщина и размеров (и форм) ослаблений картина будет меняться. И видимо она будет меняться и при изменении длины трубы?

7. Понятно.


8. Что такое R?

Последний раз редактировалось sashatgu, 21.01.2014 в 21:56. Причина: Изменения текста
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 22.01.2014, 06:43
#29
Ильнур

КМ (+КМД), КЖ (КЖФ)
 
Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,625


Цитата:
Сообщение от sashatgu Посмотреть сообщение
Rulez.

1. Во время эксперимента происходит хрупкое разрушение , а не смятие, хотя все, наверное, условно. Т. е. происходит разрыв конструкции в месте ослаблений, а не смятие.

2. Понятно.

3. Понятно.

4. Два столба на рисунке с цветными изолиниями. Видимо один столб задание цветов в зависимости от сигмы, а второй сама сигма. Правильно я понял?

5. Экв. напряжения в среднем слое (Они считаются только в середине или по всей оболочке?) оболочки (Что такое экв. напряжения и зачем они нужны, у нас же чистое сжатие?) толщиной 1 мм по IV-й теории прочности. Сила 1тс, т.к. Ваши испытания показывют разрушающую нагрузку в 1 тс. Как видно, у боковин вырезов происходит многократное повышение напряжения: ~8 раз в перемычке в ослабленном сечении.

Откуда вы взяли в 8 раз? Я насчитал вот что. сигма средняя = сила/площадь = 10000 Н / 2 *3,14* 0,017*0,001 = 10000/0,0001 = 10^8 = 100 МПа. У вас сигма максимальная 50000 кгс/см^2 = 500 000 Н / 0,0001 м^2 = 5000 Мпа превышение в 20 раз , а временное сопротивление 240 МПа, т . е. коэффициент концентрации равен 50 , а превышение предела прочности в несколько раз на участке у ослабления, но труба не разрушается, почему? Вообщем не понятно здесь, может что-то с размерностями напутал.

6. Напряжения в этой постановке пропорциональны нагрузке, поэтому картина напряжений качественно не изменится. Соответственно идея с коэффициентом концентрации уместна. Однако при изменении соотношения диаметр/толщина и размеров (и форм) ослаблений картина будет меняться. И видимо она будет меняться и при изменении длины трубы?

7. Понятно.


8. Что такое R?
1. А разве я говорил что-нибудь про характер разрушения?
4. Два рисунка - два вида. Как бы это сказать... Две проекции...нет, два взгляда с разных сторон. В профиль и в анфас, вот!
5. Если надо считаются и там и тут. Я привел по среднему. У Вас может чистое сжатие, но у нас сжатие трубы в местах изменения силовых потоков порождает и сдвиги, и кручения, и прочие деформации. А как Вы сами думаете? Думаете, стенка в местах изменения конфигурации вот так вот строго вертикально сжимается и все?
Насчет конкретных цифр: сами цифры нужно уточнять, т.к. в зависимости от "стиля" и мелкости разбивки, а так же способов решения матрицы уравнений числа в результатах будут меняться. Кроме того, особо мою модель я не перепроверял. Это тоже необходимо сделать. А 8 крат - это просто соотношение величин из таблицы для области ослабления, численно тоже надо проверить.
6. При небольшом изменении длины трубы - нет. Но естественно при многократном удлинении труба станет гибкой-прегибкой и первая форма потери станет как для стержня без ослаблений.
__________________
Воскресе
Ильнур на форуме  
 
Автор темы   Непрочитано 22.01.2014, 20:52
#30
sashatgu

ingener
 
Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14


Цитата:
Сообщение от Ильнур Посмотреть сообщение
1. А разве я говорил что-нибудь про характер разрушения?
4. Два рисунка - два вида. Как бы это сказать... Две проекции...нет, два взгляда с разных сторон. В профиль и в анфас, вот!
5. Если надо считаются и там и тут. Я привел по среднему. У Вас может чистое сжатие, но у нас сжатие трубы в местах изменения силовых потоков порождает и сдвиги, и кручения, и прочие деформации. А как Вы сами думаете? Думаете, стенка в местах изменения конфигурации вот так вот строго вертикально сжимается и все?
Насчет конкретных цифр: сами цифры нужно уточнять, т.к. в зависимости от "стиля" и мелкости разбивки, а так же способов решения матрицы уравнений числа в результатах будут меняться. Кроме того, особо мою модель я не перепроверял. Это тоже необходимо сделать. А 8 крат - это просто соотношение величин из таблицы для области ослабления, численно тоже надо проверить.
6. При небольшом изменении длины трубы - нет. Но естественно при многократном удлинении труба станет гибкой-прегибкой и первая форма потери станет как для стержня без ослаблений.
Спасибо, потом еще что-нибудь, спрошу.

И еще в какой версии SCAD можно запускать ваш код и можно ли его запускать в демо версии SCAD
sashatgu вне форума  
 
Непрочитано 23.01.2014, 07:11
#31
Ильнур

КМ (+КМД), КЖ (КЖФ)
 
Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,625


Цитата:
Сообщение от sashatgu Посмотреть сообщение
Спасибо, потом еще что-нибудь, спрошу.

И еще в какой версии SCAD можно запускать ваш код и можно ли его запускать в демо версии SCAD
В любой. Но наверно нужно пользоваться последними - от версии к версии программа лучшее. В разных версиях численные результаты будут немного отличаться.
P.S. R - сопротивление материала, в Еврокодах вроде f.
__________________
Воскресе

Последний раз редактировалось Ильнур, 23.01.2014 в 07:19.
Ильнур на форуме  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Металлические конструкции > Условие прочности (разрушения) и устойчивости вертикальной тонкостенной трубы с ослаблениями



Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Коэффициенты условия работы по прочности и по устойчивости. В чем разница? avonder Лира / Лира-САПР 4 27.06.2012 07:19
ГОСТ Р 53231-2008 UnyqUm Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 5 15.09.2009 14:41