[PSI]

Здравствуйте. Возник вопрос как грамотно анализировать полученные результаты в simulation. Допустим имеем деталь с небольшой зоной превышения напряжений. Коэффициент запаса прочности при этом получается меньше единице. Но фактически такая деталь работать будет. Так же если смотреть расчеты усталости то деталь выдерживает заданное количество циклов. Как грамотно проанализировать конструкцию с локальными превышениями напряжений?

[Liukk]

Приведите картинку распределения напряжений в детали и укажите из какого металла (и его термообработки) сделана деталь?
(я машиностроитель, и у меня уголки могут быть сделаны из любого металла вплоть до титана и золота, тем более, что не указаны радиусы скругления, присутствующие на стандартных профилях)
Если что, то у меня SW 2012.

[PSI]

Данная. задача просто как пример. Меня интересует именно критерий, когда при решении в sw считается, что конструкция выдерживает нагрузки. Данный пример просто для описания вопроса. В пластине возникают зоны с превышением напряжений, но они локальные, не проникают на полную глубину сечения. В строительстве допускается, допустим, образования пластического шарнира. Как грамотно проанализировать полученные результаты? Если бы я в ручную считал такую задачу взял бы сечение по отверстиям, и оно скорее всего прошло по несущей способности, в ручном счете мы ни как не учитываем сложные локальные напряжения.

[Liukk]

Всё нужно рассматривать применительно к конкретному примеру и степени точности расчётов. У вас какое было взято закрепление: сварка, штифты, болты/шпильки/винты (призонные или нет)? Если обычные болты, то я бы в качестве закрепления рассматривал зону шайбы. Иногда, в качестве крепления, применяю "упругое основание".

Сообщение от PSI В строительстве допускается, допустим, образования пластического шарнира.

В машиностроении также, в некоторых местах, допускается превышение локальных напряжений над пределом текучести, главное, чтобы это не влияло на работоспособность изделия.
Лично у меня критерием является моя "экспертный оценка" детали/изделия и логические рассуждения. Конкретных рекомендаций по критерию в литературе я пока не нашёл.
У меня были случаи расчёта коллектора под высоким давлением. Расчёт показывал локальное превышение предела прочности в зоне приварки штуцеров, однако гидравлические испытания были успешно пройдены.

----- добавлено через ~1 ч. -----
"Высокое давление" это сжатый воздух под давлением 20МПа!!!

[PSI]

Если брать практическую задачу, которую сейчас я решаю. Это расчет фланцевого соединения опоры ЛЭП. Сталь конструкции 09Г2С. Меня беспокоят вот эти зоны ребер.

[Liukk]

Я предпочитаю видеть реальные напряжения в теле детали, а не коэ-фты. Выложите их, пожалуйста, а то мало понятно.

[PSI]

Максимальные напряжения в болтах. Я пока их не рассматриваю. Максимальные напряжения в зонах которые меня интересуют до 410 Н/мм2.

[Liukk]

Сообщение от PSI Сталь конструкции 09Г2С

У неё же удлинение 21%. А каковы деформации в проблемных местах?

[PSI]

Насколько я понимаю деформации порядка 3мм.

[Liukk]

Это перемещения, а нужны именно деформации в проблемном месте.
строчка ниже

[румата]

PSI, критерием надежности соединения является величина зон пластических деформаций. По критерию из картинки из #5 конечно можно проектировать соединение, но результат получится несуразный. Особенно если пытаетесь проектировать на основе счета линейной задачи.

[PSI]

Я как строитель обычно работаю с перемещениями.

[ETCartman]

Единственным на сегодня способом численной оценки несущей способности являются нормы, которых очень много и они работают с разными критериями. При высокотемпературной ползучести например уровень напряжений может быть намного ниже предела текучести, а для стальных конструкций с несколькими тысячами циклов не то что локально, а полное развитие пластических деформаций по сечению допускается.
Годов до 60х в нормах использовался метод расчета по допускаемым напряжениям (не локальным а осредненным, то есть посчитанным аналитически). Потом с 70х уже все почти нормы перевели на метод предельных состояний (от строительных конструкций до сосудов давления).
В SW Simulation и всех прочих программах обычно имеется критерий сравнения локальных напряжений с пределом текучести. Это просто посчитать в программе но к жизни оно отношение имеет чуть меньше чем никакое.
Вот когда расчеты станут чуть быстрее (на один порядок например), тогда встанет вопрос о реализации точных критериев в расчетных программах (для массовых инженерных расчетов)
Сейчас пока оно хотя и возможно, просто слишком медленно на практике, потому применяется штучно к серийным высокоответственным конструкциям и узлам. К тому же кроме нагрузок и материалов надо привлекать много доп. данных.

[румата]

Сообщение от ETCartman Единственным на сегодня способом численной оценки несущей способности являются нормы...

Ну это если нужно официально отстаивать свою правоту перед кем-то. Например перед гос.экспертизой. А вообще можно и по зонам развития пластики довольно близкий к реальности вывод сделать.

----- добавлено через ~14 мин. -----

Сообщение от ETCartman При высокотемпературной ползучести например уровень напряжений может быть намного ниже предела текучести,

В данном случае высокотемпературная ползучесть, конечно, "очень актуальна" . А вот усталость вполне может быть. Естественно нужно вычислить уровень допустимых для заданного кол-ва циклов напряжений. Я так понимаю, это фланец отдельно стоящей на улице опоры чего-то.

[PSI]

Сообщение от румата Я так понимаю, это фланец отдельно стоящей на улице опоры чего-то.

Опора ВЛ 10кВ. Максимальные нагрузки либо при монтаже либо при аварии.

[ETCartman]

Для расчета на усталость в данном случае (тут строго говоря речь идет о малоцикловой усталости) лучше считать нелинейно и определять пластические деформации а не напряжения. Потому что методика SW Simulation, основанная на линейном решении (на основе так называемой коррекции по Нейберу) может давать погрешность (в запас) на порядок и около того.
Кому интересно- вот наибольшая база знаний по вопросу https://www.efatigue.com/training/
(В dnl есть тоже книжки на русском, например Когаев, Махутов, Гусенков - расчет деталей и тд)

Сообщение от PSI Опора ВЛ 10кВ. Максимальные нагрузки либо при монтаже либо при аварии.

Нагрузки при монтаже или аварии никак к усталости не относятся.

PS судя по картинкам - сетка очень грубая (для тетраэдров особенно) - тем более для каких то локальных напряжений. Надо проверять Aspect Ratio (в разделе Mesh quality) - должно быть в среднем не более 3 (локально в неважных точках может быть больше), иначе результаты не будут верными (перемещения и прочее)

[Liukk]

Сообщение от PSI Я как строитель обычно работаю с перемещениями.

Я, как машиностроитель, работаю и стем и с другим, в зависимости от того, что мне нужно. А вообще-то это разные вещи. как при изгибе балки: есть перемещение от изгиба, а есть непосредственно деформации слоёв балки.
У вас деформации менее процента, а сталь позволяет до 21% (та самая дельта из марочника).

[Rane]

Сообщение от ETCartman Единственным на сегодня способом численной оценки несущей способности являются нормы, которых очень много и они работают с разными критериями

Сообщение от ETCartman В SW Simulation и всех прочих программах обычно имеется критерий сравнения локальных напряжений с пределом текучести. Это просто посчитать в программе но к жизни оно отношение имеет чуть меньше чем никакое.

Добрый день эксперты! Подскажите как мне красиво обыграть тогда. Для магистерской диссертации нужно привести численные расчеты по проведенному физ. испытанию. Суть испытания определение несущей способности балки ЛСТК. схема на фото. В идеале численный эксперимент должен показать сходимость порядка 5-10% с физическим. В simulation приложил нагрузку критическую согласно проведенному испытанию, напряжения показывает намного превышающие предел текучести. Думаю если замоделирую еще деревянные бруски ситуация изменится в нужную мне сторону?) Закрепления поставил фиксированная геометрия на опорную площадку, хотя наверно нужно другую более корректно ставить).
Расчеты по нормам буду еще подводить. ПО требованиям к диссертации нужно численное исследование, вот мне и нужно максимально корректно выполнить его.
Заранее спасибо за ответы
ps. Если у меня некоторые конечные элементы достигают предела текучести, это же не значит что балка "поплыла". Эксперимент проводился до развития пластических деформаций

[drumbasser]

Сообщение от Rane Расчеты по нормам буду еще подводить. ПО требованиям к диссертации нужно численное исследование, вот мне и нужно максимально корректно выполнить его.

Интегрирование напряжений по сечению вам в помощь)
Ну и нагрузку вы приложили точечно , все таки ролик на всю ширину балки) Зачем там бруски в эксперименте не совсем понял, вы этим самым стенку раскрепили)

[Rane]

На плоскость задавал нагрузку, так видно просто плохо) Вы имеете ввиду среднеарифметическое напряжение по сечению?) Эксперимент на подобии что в статье) Я думаю это для того чтобы профиль форму не потерял..

[Liukk]

Rane,
1. покажите места, где превышен предел текучести, на приведённой картинке этого не видно.
2. частично уже озвучили - распорные бруски не показаны в расчётной модели, а их влияние очень существенно.

[drumbasser]

Сообщение от Rane ) Вы имеете ввиду среднеарифметическое напряжение по сечению?)

Среднеарифметическое(сумма по участкам поделить на количество участков) для вашего профиля будет ноль. А вот интегрирование нормальных напряжений по высоте сечения это способ получить момент. Откройте справочник по сопромату, там это прекрасно описано. Александров "Сопротивление Материалов" стр.16. Момент есть интеграл от нормальных напряжений по высоте. Поперечная сила - касательных по площади.
Что касается того чтобы форму не потерял, ваша задача узнать как работает элемент с брусками?) Ответ: лучше чем без них. Если вы проверяете профиль так и не надо ничего в него добавлять(лично мое мнение).

[Rane]

Сообщение от drumbasser Александров "Сопротивление Материалов" стр.16. Момент есть интеграл от нормальных напряжений по высоте

спасибо! Проще говоря это сумма произведений нормальных напряжений на элементарно малых площадках на расстояние до нейтральной оси сечения? В солиде Sx как я понимаю эти напряжения. В принципе мне это подойдет. Завтра сделаю с брусками залью на форум файл)

Что касается того чтобы форму не потерял, ваша задача узнать как работает элемент с брусками?) Ответ: лучше чем без них. Если вы проверяете профиль так и не надо ничего в него добавлять(лично мое мнение).

Задача проверить как результаты расчета в части несущей способности по СП ЛСТК и теории с бимоментом коррелируют с физ. и числен. расчетами. В теоретических расчетах брусков нет, я обосновываю это тем, что при данной схеме загружения эпюра моментов трапециевидная и максимальный момент в том числе и в середине пролета, где брусков нет... Я и сам переживаю по этому поводу, отобьюсь наверно. Вроде научный руководитель сделала замечание, я парировал этим, руководитель согласилась и продолжил работать..
Да блин наткнулся на эту статью с брусками, и побоялся без них испытывать, вдруг сомнет сразу, на изгиб лстк практически ничего не нашел. Западные есть исследования, но там по круче оборудование, в институтском снаряжении такое не сделать..

[ETCartman]

Сообщение от Rane ps. Если у меня некоторые конечные элементы достигают предела текучести, это же не значит что балка "поплыла". Эксперимент проводился до развития пластических деформаций

Появление локальных пластических деформаций в данном случае не является пределом несущей способности. Пределом является точка перегиба на графике сила-перемещение (примерно как на картинке).
Точнее прикладывать нужно не силы а вынужденные смещения траверсы в контакте с балкой и график строить как суммарная реакция траверсы в зав-ти от прогиба балки
При расчете надо учитывать диаграмму работы стали (можно билинейную) и геометрическую нелинейность (большие деформации)
И деревяшки тоже надо - потому что лстк работает как бумажка и просто будет загибаться верхний край. Вообще граничные условия без упрощений - это такой вид конструкций где критично все

[PSI]

Сообщение от ETCartman PS судя по картинкам - сетка очень грубая (для тетраэдров особенно) - тем более для каких то локальных напряжений. Надо проверять Aspect Ratio (в разделе Mesh quality) - должно быть в среднем не более 3 (локально в неважных точках может быть больше), иначе результаты не будут верными (перемещения и прочее)

Подскажите критерий выбора размера сетки.

[румата]

Сообщение от Rane Задача проверить как результаты расчета в части несущей способности по СП ЛСТК и теории с бимоментом коррелируют с физ. и числен. расчетами.

Для того что-бы численный эксперимент хоть как-то коррелировал с физическим нужно значительно больше внимания уделить соответствию физ. модели расчетной. И наличие брусков, кроме учета пластичности и деформирующейся схемы, крайне важно в таком соответствии. Задача контактная, обычными исключениями степеней свободы из матрицы жесткости здесь не обойтись. Еще можно слегка "облегчить" счет. Лично я бы заменил объемные-КЭ на плоские-КЭ как в случае с ЛСТК так и в случае с расчетом фланца. Кроме того, так как присутствует симметрия по одной из осей - вполне достаточно считать только половинку балки.

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от PSI Подскажите критерий выбора размера сетки.

Максимально возможная мелкая разбивка в зонах высоких градиентов изменения напряжений. Особенно важно при применении КЭ с аппроксимирующими функциями формы низшего порядка. Ваша задача осесимметричная, этим ее можно заметно "облегчить" и вместе с тем получить значительно более качественные результаты на мелкой сетке.

[Liukk]

Сообщение от PSI Подскажите критерий выбора размера сетки.

Примерно 3 толщины стенки (тонкого элемента). При переменной толщине детали, шаг сетки также можно сделать переменным, но чтобы в самом тонком элементе было примерно 3 элемента сетки.
Ещё раз повторю вопрос:

Сообщение от Liukk покажите места, где превышен предел текучести, на приведённой картинке этого не видно.

[ETCartman]

В отношении размера сетки действует правило - чем мельче, тем лучше. Или модель сеткой не испортишь, мелкая лучше чем грубая. Сами можете менять крупность и наблюдать за результатами.
Конечно есть ограничения по вычислительным возможностям и разумные требования к точности в каждой отдельной задаче. Если точные локальные или контактные напряжения не интересны (для большей части строительных конструкций так) - достаточно просто следить за Aspect Ratio
http://help.solidworks.com/2012/Engl...ce9a9096665bca
http://docs.salome-platform.org/late...atio_page.html
Чтобы было на большей части конструкции 1..3 (5 максимум) иначе конструкция будет более жесткой по результатам расчета.
Это порождает проблему для больших тонкостенных моделей, потому что элементов исходя из этого критерия нужно много (лучше использовать оболочечные а не объемные в этом случае)
Если нужны локальные и контактные напряжения точно (например для расчета на усталость) - тогда в SW можно включить опцию Mesh Refinement
https://www.hawkridgesys.com/blog/si...ptive-meshing/
или вручную задать более мелкую сетку где надо.
Но как уже выше писал - для расчета на усталость лучше исходить не из напряжений а из деформаций при пластическом расчете (подставлять e а не S: https://www.efatigue.com/constantamp.../strainlife/#a )]. Линейный, если напряжения превышают предел текучести, только для грубой оценки по правилу Нейбера

[PSI]

Я сейчас пробую приложение для солид simsolid. Считает быстро всю конструкцию. Не знаю как в ней реализовано создание сетки программа вообще это не спрашивает, насколько я понял это какой то новый метод расчета объемных элементов. Вот такую схему считает секунд за 30-50.

[ETCartman]

Это скорее всего метод граничных элементов (он не новый, хотя универсальную программу для коммерческой продажи я вижу впервые, до этого видел в виде самодельных программ).
К нему надо заново привыкать, так как там другие подходы и возможные неточности, чем в МКЭ (где тоже хватает всяких деталей)

[Rane]

По моим предыдущим проблемам в этой теме:

Задаю деревяшки, пытаюсь сделать контакт. Через наборы контактов "без проникновения". Выдает ошибку при расчете: проблема обуславливания, проверьте граничные условия. Можете глянуть пожалуйста файл, скорее всего я что-то не так делаю либо SW ломанный не считает(. Заранее спасибо.
SW 2016. В архиве файл solidwork part document