|
||
| Правила | Регистрация | Пользователи | Сообщения за день | | Поиск | | Справка по форуму | Файлообменник | |
|
![]() |
Поиск в этой теме |
![]() |
#1 | |
Условие прочности (разрушения) и устойчивости вертикальной тонкостенной трубы с ослаблениями
ingener
Spb
Регистрация: 11.01.2014
Сообщений: 14
|
||
Просмотров: 12865
|
|
||||
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. |
||||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
----- добавлено через ~1 мин. ----- 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 |
|||
![]() |
|
||||
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
__________________
мой блог по некоторым вопросам |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
----- добавлено через ~3 мин. ----- Цитата:
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. |
|||
![]() |
|
||||
Цитата:
Осваивайте МКЭ программные пакеты.
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам. |
||||
![]() |
|
||||
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:
__________________
мой блог по некоторым вопросам |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
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?
|
|||
![]() |
|
||||
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. |
||||
![]() |
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,643
|
Цитата:
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 |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
----- добавлено через ~7 мин. ----- Цитата:
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,643
|
Цитата:
Цитата:
__________________
мой блог по некоторым вопросам |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
|
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
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 |
|||
![]() |
|
||||
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. |
||||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
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. |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
----- добавлено через ~47 мин. ----- В каких книгах рассматриваются такие вопросы |
|||
![]() |
|
||||
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 |
||||
![]() |
|
||||
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:
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. |
|||
![]() |
|
||||
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.
__________________
Воскресе |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
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.
|
|||
![]() |
|
||||
КМ (+КМД), КЖ (КЖФ) Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,625
|
Цитата:
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.
__________________
Воскресе Последний раз редактировалось Ильнур, 21.01.2014 в 19:36. Причина: Добавил spr файл |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
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 |
|||
![]() |
|
||||
КМ (+КМД), КЖ (КЖФ) Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,625
|
Цитата:
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 |
|||
![]() |
|
||||
ingener Регистрация: 11.01.2014
Spb
Сообщений: 14
|
Цитата:
И еще в какой версии SCAD можно запускать ваш код и можно ли его запускать в демо версии SCAD |
|||
![]() |
|
||||
КМ (+КМД), КЖ (КЖФ) Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,625
|
Цитата:
P.S. R - сопротивление материала, в Еврокодах вроде f.
__________________
Воскресе Последний раз редактировалось Ильнур, 23.01.2014 в 07:19. |
|||
![]() |
![]() |
|
|
![]() |
||||
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 |