[saufesma]

Если кому не лень объясните, что я делаю не так в FreeCAD, если результат так отличается от ручного расчёта.

[Liukk]

Уже писал. Лет пять тому назад сделал "эксперимент". Балку посчитал в SolidWorks'е, компасе 3D и T-flex'е и сравнил результаты с расчётом по формуле Сопромата. Размеры элементов были примерно одинаковые
SW выдал напряжения +/_ 1% от результата Сопромата.
T-flex на 10% больше - терпимо, запас по прочности
Компас дал на 30% меньше - т.е. либо воевать с размером конечного элемента, а лучше вообще считать в другой программе. Также компас считал дольше всех! Сами Асконовце предлагали решать подобные задачи в специализированной программе, не компас FEM
А у вас FreeCAD... Выводы делайте сами.

[Нубий-IV]

А кто там сильно отличается? Прогиб совпадает. Напряжения близкие к 120 МПа. Просто есть тонкости:

• Напряжения надо смотреть в заделке, а не в месте приложения нагрузки. Или нагрузку перезадать на всю площадь торца вместо ребра, чтобы под силой максимум не возникал - это он сейчас картину портит.
  
• Формулы сопромата не учитывают расширение-сужение волокон в поперечном направлении. Это логично для стержня, которому всегда есть куда расшириться-сузиться без появления дополнительных напряжений поперек сечения. Но если задать опору так, как она сейчас задана, через полное защемление, в заделке будут возникать дополнительные напряжения. Это видно на деформированной схеме, если сильно увеличить масштаб деформаций. Сверху стержень растягивается вдоль, и пытается сократиться поперек, но ему мешает опора - от этого возникают дополнительные напряжения растяжения поперек сечения, и они увеличивают эквивалентные напряжения в углах. Возможно, в справочниках по теории упругости есть решение для полностью защемленной консоли, напряжения там с сопроматом совпадать не будут.
  
• В реальной конструкции такое защемление невозможно - оно соответствует приварке к опоре из материала, который намного жестче стали. Можно задать коэффициент Пуассона равным нулю - это уберет взаимное влияние напряжений двух направлений (для стержня такое годится, для расчетов объемных моделей - нет), и концентраторы пропадут. В расчетных программах для такого случая обычно ставят податливые опоры, но я не в курсе, есть ли такая фишка в CalculiX.
  

[saufesma]

Сообщение от Нубий-IV А кто там сильно отличается? Прогиб совпадает. Напряжения близкие к 120 МПа. Просто есть тонкости:

Этот пример я взял из

http://www.yandex.com/clck/jsredir?b...4&hdtime=34860

и прогнал его как там написано, и все было немножко подругому. Уже не рад, что взялся за эту тему. И бросать жалко.

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от Liukk Сами Асконовце предлагали решать подобные задачи в специализированной программе,

Calculix, подойдёт?

[iliorik]

В указанном примере разбивка выполняется на 8 узловые (куб с равными сторонами) конечные элементы, а у тебя в задаче они 4х узловые (неравнобокие тетраедры). Это всегда влияет на расчеты методом конечных элементов.
Так как мы всегда смотрим напряжения в осях перпендикулярных и паралельных сечению, принимать конечные элементы желательно вдоль направления осей, с равными или почти равными гранями и желательно квадрат (для плоской задачи), куб (для объемных элементов).
Если интересно можешь заморочиться и посчитать в salome-meca, и вывести матрицу жесткости элементов (основа для КЭ расчета). Поймешь где собака зарыта.
Пример из которого поймешь как работать в salome-meca -

Нажмите для просмотра

https://www.youtube.com/watch?v=7p5mQuJIZdIОстальное придется найти самому, имея интернет и зная английский это будет сделать не сложно.

[ZVV]

Сообщение от saufesma Calculix, подойдёт?

В вашем случае подойдет люба программа, считающая с помощью МКЭ. Уверен, Liukk дааже не открывал вашу схему и не смотрел в чем отличия от ручного счета. Нубий-IV в посте №3 объяснил откуда расхождения.

Сообщение от iliorik В указанном примере разбивка выполняется на 8 узловые (куб с равными сторонами) конечные элементы, а у тебя в задаче они 4х узловые (неравнобокие тетраедры). Это всегда влияет на расчеты методом конечных элементов.

Это да.

Сообщение от iliorik Так как мы всегда смотрим напряжения в осях перпендикулярных и паралельных сечению, принимать конечные элементы желательно вдоль направления осей, с равными или почти равными гранями и желательно квадрат (для плоской задачи), куб (для объемных элементов).

Это совсем не обязательно. Ориентация КЭ может быть любая по отношению к главным напряжениям, результат от этого не изменится.

Сообщение от iliorik Если интересно можешь заморочиться и посчитать в salome-meca, и вывести матрицу жесткости элементов (основа для КЭ расчета). Поймешь где собака зарыта. Остальное придется найти самому, имея интернет и зная английский это будет сделать не сложно.

Offtop: Зачем так жестоко. Пожалейте человека.

[Liukk]

Сообщение от ZVV Уверен, Liukk дааже не открывал вашу схему

А у меня и FreeCAD'а то нет... чем открывать то (после вышеупомянутых программ он мне как бы и без надобности). Мне и SW для расчётов хватает (и прочность и гидромеханика) Сравнивал как то результаты расчёта потока жидкости в Ансисе и SW. SW дал картинку более грубую, без пограничного слоя, но в остальном особой разницы не было. Так что для моих потребностей SW меня полностью устраивает.

[Нубий-IV]

Сообщение от saufesma Уже не рад, что взялся за эту тему. И бросать жалко.

А что не так? Тест показал то, что должен - ввод данных не слишком сложный, и результаты получать легко. А проверять прикидкой приходится за всеми программами.

Кстати, раз предполагается считать конструкцию из тонких листов, то такой принцип создания сетки не пойдет. Если в толщину будет один элемент, да еще тетраэдрический - напряжения получатся совсем неправильные, это слишком грубая разбивка. Можно проверить, если высоту сечения задать 1мм вместо 100мм. Не назначать же размер элемента 0.2мм для всей схемы.

Как я понимаю, в CalculiX для таких расчетов оболочечные элементы используются. Геометрия создается плоская, и сетка разбивается тоже из плоских элементов. Толщина пластины назначается в меню. А в настройках решателя включается автогенерация элементов в толщину.

Результаты получаются такие же, и достаточно точные при любой толщине.

[ZVV]

Сообщение от Liukk А у меня и FreeCAD'а то нет... чем открывать то (после вышеупомянутых программ он мне как бы и без надобности).

Offtop: Так какое отношение к вопросу автора имеет ваш пост 2?

Сообщение от Liukk Уже писал. Лет пять тому назад сделал "эксперимент". Балку посчитал в SolidWorks'е, компасе 3D и T-flex'е и сравнил результаты с расчётом по формуле Сопромата. Размеры элементов были примерно одинаковые SW выдал напряжения +/_ 1% от результата Сопромата. T-flex на 10% больше - терпимо, запас по прочности Компас дал на 30% меньше - т.е. либо воевать с размером конечного элемента, а лучше вообще считать в другой программе. Также компас считал дольше всех! Сами Асконовце предлагали решать подобные задачи в специализированной программе, не компас FEM А у вас FreeCAD... Выводы делайте сами.

Offtop: Какие выводы должен был сделать автор? Что у вас не получилось посчитать правильно в КОМПАС? Но при чем тут КОМПАС?

[Alexander_Student]

Сообщение от Liukk Компас дал на 30% меньше - т.е. либо воевать с размером конечного элемента, а лучше вообще считать в другой программе.

Ну это не проблема компаса что пользователь взял слишком грубую сетку. Насколько я знаю - там пока можно использовать только линейные тетры и соответственно элементов нужно очень много.
А так с линейной статикой справляются все МКЭ программы, если обеспечить сеточную сходимость.

Сообщение от saufesma Уже не рад, что взялся за эту тему.

Вы не с того конца подошли - сделайте всю задачу в балочных элементах и получите хорошее совпадение с экспериментом.
На реальную металлоконструкцию у Вас тетраэдров не хватит, да и не считает никто металлоконструкции объемными элементами, максимум - используют оболочки для проверки отдельных узлов.

[saufesma]

Сообщение от Нубий-IV Геометрия создается плоская, и сетка разбивается тоже из плоских элементов. Толщина пластины назначается в меню. А в настройках решателя включается автогенерация элементов в толщину.

Создаётся впечатление, что вы с calculix на ты. Ваш файл гляну попозже, тут кое в чём начинаю понимать, надо calculix погонять в его первозданном виде.

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от Alexander_Student сделайте всю задачу в балочных элементах и получите хорошее совпадение с экспериментом.

Этого как раз я и пытаюсь избежать. Наверно это наивно.

[Liukk]

Господа я ничего никому доказывать не хочу и не буду. НО! Читайте моё сообщение внимательно. повторю.
Размеры конечных элементов во всех программах были примерно одинаковые. тут нужно либо воевать с размером конечного элемента, а может лучше вообще считать в другой программе.
Почему-то на это НИКТО не обратил внимание, а сразу стали "кидаться тапками".
Свои выводы я давно сделал и просто поделился ими.
Я конструктор НЕСТАНДАРТНОГО оборудования и привык делать многие вещи нестандарно. Благо моя профессия это позволяет (машиностроитель)

[Alexander_Student]

Сообщение от Liukk Размеры конечных элементов во всех программах были примерно одинаковые.

Я с таким тоже встречался - сравнивал Настран и Ансис и в Настране задача сходилась медленнее - нужно было сильнее мельчить сетку (это было особо обидно т.к. я фанат Настрана). А тапками я кидаюсь потому что в МКЭ чтобы что-то сравнивать нужно всегда добиваться сеточной сходимости - сетка должна быть достаточно маленькой чтобы не влиять на результат. Иначе никак. Нет никаких универсальных правил (типа 4 элемента на толщину) которые на 100% гарантируют что следуя им можно получить сошедшуюся сетку на первой итерации. В МКЭ это не так критично (даже на грубой сетке по жесткости задача сходится очень быстро) но например в CFD результаты полученные только на одной сетке вообще не считаются.
В общем пусть каждый будет при своем мнении, но мое мнение - это не война с размером сетки а обязательная процедура с солид элементами.

Сообщение от saufesma Этого как раз я и пытаюсь избежать. Наверно это наивно.

Вы так говорите как будто это что-то плохое. Имея даже один балочный элемент Вы получите практически точное совпадение с аналитикой (погрешность - доли процента). А с солидами - сделайте хоть миллион - все равно у Вас ничего не выйдет т.к. не соблюдается принцип Сен-Венана - балка слишком короткая.
И вообще зачем Вам солиды, что в них такого? Весь мой опыт говорит что считать балки тетраэдрами это в корне неправильно. Надо начинать с балок и потом в особых случаях можно перейти к оболочкам.
Солиды годятся только для всякой экзотики (депланация или хитрая потеря устойчивости.)

[saufesma]

Сообщение от Alexander_Student Надо начинать с балок и потом в особых случаях можно перейти к оболочкам.

Пост который я создал является подготовкой к расчёту рамы чёсальной машины, которая больше походит на оболочку. Если здесь соображу то можно потом по анологии расчитывать другие рамы для других механизмов. Эта рама не считается по СП 16... вот и приходится разбираться с МКЭ. Других вариантов нет. А на глаз назначить толщину листа, здравый смысл не позволяет, надо иметь цифру от которой отталкиваться.

[Alexander_Student]

Хорошо, но учтите что для того, чтобы получить результаты не только по перемещениям, но и по напряжениям - нужно иметь хотя бы два параболических солид элемента на толщину стенки и при этом соотношение сторон элемента должно быть близким к 1 - на всю модель может уйти очень много элементов.
Даже корпуса корабля можно представить в виде балки - эквивалентного бруса. А всего лишь чесальная машина.
Американцы вообще человека на луну запустили на ракете из сотни балочных элементов)

[ZVV]

Сообщение от Alexander_Student Хорошо, но учтите что для того, чтобы получить результаты не только по перемещениям, но и по напряжениям - нужно иметь хотя бы два параболических солид элемента на толщину стенки и при этом соотношение сторон элемента должно быть близким к 1 - на всю модель может уйти очень много элементов.

Это если есть деформации из плоскости стенки. Если их нет, то разбивка может быть намного более грубой (один элемент по толщине и соотношение сторон больше единицы).
Как пример. Консоль из двутавра (полки 150*8, стенка 300*6) длиной 1 м с силой 10000 Н на конце. Момент на растоянии 500 мм от заделки 5000 Н*м, момент сопротивления 445 см^3, напряжения 5000/445=11,23 Мпа. Напряжения в программе с использованием сетки из параболических тетраэдров (вроде так называются) 11,39 Мпа. Сетка, как видите далеко не 2 элемента на толщину.

[saufesma]

Сообщение от Alexander_Student нужно иметь хотя бы два параболических солид элемента на толщину стенки и при этом соотношение сторон элемента должно быть близким к 1 - на всю модель может уйти очень много элементов.

Мне сложно с этим спорить, но многие отдают предпочтение Netgen, пару файлов прикрепил, посмотрите разницу в сетке и на соотношение сторон.

[csp]

Сообщение от saufesma Эта рама не считается по СП 16... вот и приходится разбираться с МКЭ.

Строителей нельзя подпускать к расчету механизмов... на пушечный выстрел...

[saufesma]

Сообщение от csp Строителей нельзя подпускать к расчету механизмов... на пушечный выстрел...

Вариантов не было, надо было разбираться, Идею подала энциклопедия по машиностроению под ред. акад. Чудакова, 1948г.

[Liukk]

Сообщение от saufesma Пост который я создал является подготовкой к расчёту рамы чёсальной машины, которая больше походит на оболочку. Если здесь соображу то можно потом по анологии расчитывать другие рамы для других механизмов. Эта рама не считается по СП 16... вот и приходится разбираться с МКЭ. Других вариантов нет. А на глаз назначить толщину листа, здравый смысл не позволяет, надо иметь цифру от которой отталкиваться.

Не с того конца проектирование машины затеяли. То, что написано в этой теме, можно считать как учебную задачу по расчёту на прочность. Когда дойдёте до расчёта механизма, ВСЕ расчёты будете делать заново. Машиностроители сначала рассчитывают механизм, а потом уже корпус. Ибо толщину стенок могут диктовать не силы от статических нагрузок, а например: допуски на изгиб валов, посадочные места подшипников (тупо - для резьбы винтов крепления крышек подшипников может быть не достаточно металла), долговечность подшипников, охлаждение, смазка и т.п. и в итоге стенка может оказаться такой, что и расчёт на прочность не потребуется...

Сообщение от csp Строителей нельзя подпускать к расчету механизмов... на пушечный выстрел...

Полностью согласен.

Сообщение от saufesma Вариантов не было, надо было разбираться, Идею подала энциклопедия по машиностроению под ред. акад. Чудакова, 1948г.

Начните лучше с Решетова "Детали Машин" https://dwg.ru/dnl/7842
и Анурьева т2. https://dwg.ru/dnl/1217 тут как раз и расчёт валов и подшипников, муфты и зубчатые колёса с цепными передачами и т.п.

[saufesma]

Сообщение от Liukk То, что написано в этой теме, можно считать как учебную задачу по расчёту на прочность.

Выглядит именно так, а разобраться в МКЭ без этого никак, тут ещё с програмками по МКЭ зависаю.

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от Liukk Начните лучше с Решетова "Детали Машин" https://dwg.ru/dnl/7842 и Анурьева т2. https://dwg.ru/dnl/1217 тут как раз и расчёт валов и подшипников, муфты и зубчатые колёса с цепными передачами и т.п.

Две порожняковые книжки, Анурьева можно держать только как свод ГОСТов.
А если вы ими пользуетесь для работы, у меня слов нет.
Если не трудно сделайте фотку любой своей разработки нестандартного оборудования.

[Liukk]

Сообщение от saufesma Две порожняковые книжки

После такого хамства дальнейший диалог считаю бессмысленным.
"Анурьев наше ВСЁ" (с)

[saufesma]

Сообщение от Liukk После такого хамства дальнейший диалог считаю бессмысленным. "Анурьев наше ВСЁ" (с)

Обидеть вас не было моим намерением. Когда приезжаю в Россию часто слышу, что всё что сделано в России мягко говоря г....о, вот и взяла обида начал осваивать машиностроение Потом заметил, что книжки напечатанные при Сталине и до 1960 более информативны чем те которые печатаны после 1980, в некоторых случаях заметил плагиатсво со стороны академиков которые бессовестно переписывали книжки, запятая в зяпятую, точка в точку, книги авторов указанных мною периодов.

[Liukk]

Сообщение от saufesma Обидеть вас не было моим намерением.

1. Вы оскорбили не меня, а память о ДВУХ очень уважаемых людях в машиностроении (столпов). Работами которых пользуется не одно поколение машиностроителей. Мне ДМ в вузе читал Кудрявцев В.Н. (зав кафедрой ДМ ВоенМеха, законодатель мод по планетарным редукторам в СССР). Так он очень лестно отзывался о Решетове. https://ru.wikipedia.org/wiki/Решето...рий_Николаевич
2.

Сообщение от saufesma опыта в конструировании нет,

Поэтому и посоветовал УЧЕБНИК, ибо справочник для тех, кто понимает суть процесса. Причём учебник нужно не просто прочитать , а изучить и понять суть. (учебник Иосилевича по ДМ похоже пролистали по диагонали и мало что поняли)

[saufesma]

Удачи!

[nick.klochkov]

Сообщение от Нубий-IV ...(для стержня такое годится, для расчетов объемных моделей - нет), и концентраторы пропадут. В расчетных программах для такого случая обычно ставят податливые опоры,...

не могли бы вы немного подробнее это пояснить (по поводу упругих опор, назначение их характеристик в зависимости от материала) или, посоветовать что-то почитать, или, если это возможно, дать ссылку
понимаю, что здесь все завязано ТУ, но тем не менее)
спасибо

[saufesma]

Сообщение от Нубий-IV Напряжения надо смотреть в заделке, а не в месте приложения нагрузки. Или нагрузку перезадать на всю площадь торца вместо ребра, чтобы под силой максимум не возникал - это он сейчас картину портит.

Задал, да с тем же результатом. Загрузить файлы не могу. Буду ковырять дальше.

----- добавлено через ~2 ч. -----

Сообщение от Нубий-IV Формулы сопромата не учитывают расширение-сужение волокон в поперечном направлении.

Я полностью пповторил пример из https://habr.com/en/post/423359/ только в FreeCAD, у них размерность Н/м^2, мне пришлось перевести в Н/мм^2. И результат вообще не понятно, что вышло.

[ETCartman]

Сообщение от Liukk А у вас FreeCAD... Выводы делайте сами.

Какой то карго культ, по названию программы оценивать результаты. Несколько лет считал в CalculiX, ElmerFEM (солверы FreecAD), лицензионных ANSYS и Solidworks - результаты совпадают с точностью до задания расчетной схемы и типа элементов. Естественно само задание, построение и контроль - легче в коммерческих программах.
Во FreeCAD по умолчанию использутся то же что и в Solidworks Simulation - тетраэдры с промежуточными узлами. В Компас есть бесплатная версия с менее точными элементами - тeтраэдрами без промежуточных узлов, более чувствительными к качеству сетки и прочим вещам (могут быть расхождения если не разбираться почему в каждом конкретном случае). Бесплатной версии там лучше избегать новичкам.
Если очень интересно решение тестовых задач в том же CalculiX, то масса решений в сети по этому поводу.

https://github.com/mkraska/CalculiX-Examples

А в каждом конкретном случае долго ковырять что и почему. Выкладывайте INP файл для CalculiX (вытаскивается оттуда) - там текстового редактора достаточно чтобы открыть.

[saufesma]

Сообщение от ETCartman https://github.com/mkraska/CalculiX-Examples

Есть кое-что. А с проставкой граничных условий не всё так гладко. По примерам пробовал свои картинки обрабатывать, запутался.
Например в прикреплённом файле,

cgx -step beam-habr.step

plot p all

появляются две точки которых не было в beam-habr.

Файл с FreeCAD не могу задуть на сайт, там совсем неожиданный результат.

[saufesma]

Вот картинка результата, полностью прогнал с сайта https://habr.com/en/post/423359/ и ничего не понятно, почему так.

[ZVV]

Решил прогнать задачу автора (консольный стержень сечением 50*100 мм длиной 1000 мм, нагруженный силой 10000 Н) с различными вариантами закрепления на опоре. Считал в Autodesk Inventor.

Вариант 1. Запрет смещения всех опорный узлов по x, y, z. Коэффициент Пуассона для материала 0,3. Распределение напряжений в заделке аналогично полученному автором:

Вариант 2. Запрет смещения всех опорный узлов по x, y, z. Коэффициент Пуассона для материала 0,01. Распределение напряжений в заделке максимально близко к теоретическому в балочной постановке (как и завещал Нубий-IV):

Вариант 3. В моем представлении, освобождение узлов от закрепления в поперечном направлении должно было дать картину, аналогичную распределению в варианте 2, но получилось несколько иначе. Запрет смещения всех опорный узлов по x, y + податливое закрепление в поперечном направлении. Коэффициент Пуассона для материала 0,3. Распределение напряжений в заделке отлично от теоретического в балочной постановке:

В итоге, есть два вопроса.
1) Почему CalculiX при закреплении всех узлов по всем степеням свободы не дает всплесков напряжений, аналогичных варианту 1, полученным в FreeCAD и Inventor?
2) Как закрепить торец консоли (без изменения кэф-та Пуассона), чтобы избежать всплеска напряжений в заделке?

[Alexander_Student]

Сообщение от saufesma Вот картинка результата, полностью прогнал с сайта https://habr.com/en/post/423359/ и ничего не понятно, почему так.

Вроде нормальная картинка - в месте заделки напряжения будут зависеть от размера сетки, в том месте находится сингулярность и при измельчении сетки напряжения будут стремиться к бесконечности так что полного совпадения со статьей не будет. Но если уровень напряжений примерно одинаков и перемещения хорошо совпадают то все в порядке. Максимальное напряжение может быть буквально в паре элементов, не смотрите на него, выведите шкалу и смотрите напряжения в наружных волокнах.

[saufesma]

Сообщение от Alexander_Student Вроде нормальная картинка - в месте заделки напряжения будут зависеть от размера сетки, в том месте находится сингулярность

Выходит надо мозолить сcalculix, без freecad, да тяжеловато.

[Alexander_Student]

Сообщение от saufesma Выходит надо мозолить сcalculix, без freecad, да тяжеловато.

Надо брать нормальный пример или смотреть физичные результаты. Место жесткой заделки это сингулярность, правильная величина напряжений в этом месте - бесконечность, точка. Хоть в сcalculix хоть в Ansys. Максимальные напряжения будут сильно зависеть от размера сетки и все они будут неправильными. Можете оцениться по перемещениям - они должны хорошо совпасть с теорией.
Если хотите посмотреть напряжения, то возьмите другой пример, например Задачу Кирша (дырка в пластине).
https://scadsoft.com/tests_scad/index/test/40
Так что это не проблема софта - вы (и тот чел из Хабра) просите от софта невыполнимого - в месте заделки максимальные напряжения могут быть какими угодно. Это ограничение МКЭ - в местах заделки и в углах ≥ 90 градусов напряжения будут стремиться к бесконечности с уменьшением размера сетки.
Можете взять жестко защемленную балку с обоих концов и нагрузить ее давлением на верхнюю плоскость и смотреть напряжения в центре балки, или можете посчитать собственные частоты для текущей балки - в учебнике Писаренко есть формула для определения изгибных частот консольной балки.

[Бахил]

Сообщение от saufesma Вот картинка результата, полностью прогнал с сайта https://habr.com/en/post/423359/ и ничего не понятно, почему так.

Мазохизм, считать в калькулисе. Хотя результаты выдаёт вполне правильные.

Сообщение от ZVV 1) Почему CalculiX при закреплении всех узлов по всем степеням свободы не дает всплесков напряжений, аналогичных варианту 1, полученным в FreeCAD и Inventor?

Даёт, но не столь значительно. Зависит не только от типа КЭ, но и от функции формы.

Сообщение от ZVV 2) Как закрепить торец консоли (без изменения кэф-та Пуассона), чтобы избежать всплеска напряжений в заделке?

Никак. Только применяя "продвинутые" КЭ, и то не факт. Сингулярность, однако.

[Нубий-IV]

Сообщение от saufesma Задал, да с тем же результатом.

Я несколько другое имел ввиду. В исходном файле максимальные напряжения находятся в месте приложения силы, и они высвечиваются в панели результатов как "Максимум". Если силу размазать по торцу, максимум получится там, где должен быть - в заделке, и значение в панели падает со 188 МПа до 155 МПа; не потому, что напряжения в заделке уменьшились, а потому, что в исходной задаче они показываются не в той точке.

Сообщение от saufesma Я полностью пповторил пример из https://habr.com/en/post/423359/ только в FreeCAD, у них размерность Н/м^2, мне пришлось перевести в Н/мм^2. И результат вообще не понятно, что вышло.

Чтобы полностью повторить результат, надо полностью повторить не только геометрию, но еще и сетку конечных элементов, вместе с их типом. Сам по себе GMSH умеет получать красивые сетки из кубиков, как в примере с Хабра. Но во FreeCadе эта возможность глючит. В свойствах сетки алгоритм 2D "DelQuad" есть, и опция "Recombine" есть, но сетка генерируется с вывернутыми элементами. Надеюсь, в следующем десятилетии это починят, а пока придется пользоваться тетраэдрами.

Что касается примера с Хабра, то там автор малость соврамши, ответ с сопроматом тоже не совпадает (это не страшно, в учебных и рекламных целях врать не стыд, а доблесть). Сравнивать-то надо не эквивалентные напряжения, а продольные (SXX в CalculiX, или sx во FreeCad).

И, если сетку в примере побить помельче, пиковые напряжения тоже поползут вверх. Шаг изополей измельчается и к верхнему ребру, и к углам. Налицо концентрация напряжений, с отклонением формы эпюры от сопроматовской бабочки. Это означает, что с измельчением сетки напряжения будут расти; до бесконечности или до конечной величины - не знаю, надо искать в справочниках теоретическое решение, или попытаться получить его в каких-нибудь Маткадах/Мэплах/Максимах; для параллелепипеда там наверняка разложение в тригонометрические ряды сработать должно.

Сообщение от ZVV Почему CalculiX при закреплении всех узлов по всем степеням свободы не дает всплесков напряжений, аналогичных варианту 1, полученным в FreeCAD и Inventor?

Собственно, FreeCad через Calculix и считает. Но, в примере, видимо, грубая сетка и элементы первого порядка сгладили всплески. У нас, строителей-ПГСников, концентраторы вообще не учитываются, мы обходимся назначением пластичных сталей и конструктивными мероприятиями. Так в расчетных схемах "элементы побольше" используются как трюк, сглаживающий пиковые напряжения. То есть мы схемы с мелкой сеткой возле концентраторов не делаем специально, а то полезут всякие, понимаешь, лови их потом.

Сообщение от ZVV Как закрепить торец консоли (без изменения кэф-та Пуассона), чтобы избежать всплеска напряжений в заделке?

По идее, поперек балки закреплений не должно быть, кроме одной точки или всех точек по вертикальной оси - чтобы не мешать расширению поперек. А а вертикальном направлении - податливые опоры, причем достаточно мягкие, чтобы не мешать расширяться и по вертикали; возможно, еще и податливость по высоте надо задать неравномерно.

Сообщение от nick.klochkov не могли бы вы немного подробнее это пояснить (по поводу упругих опор, назначение их характеристик в зависимости от материала) или, посоветовать что-то почитать, или, если это возможно, дать ссылку

Это вряд ли. Они ведь, по сути, мухлеж, когда отброшенную часть схемы заменяем простыми граничными условиями. И подбираем их так, чтобы ответ не испортился, то есть "на глаз" с нескольких попыток. Разве что про упругое основание целые монографии написаны, но это во времена, когда без мухлежа ответ вообще было не получить. Есть только темы на форуме - про сваи из элементов связей, про модуль "грунт", про моделирование шарниров понижением жесткости и т.п. - это как раз оно. А современных книг с названием "Как намухлевать правильный ответ на компьютере" не припомню. Видимо, ученым писать такое западло, а инженерам - влом.

[nick.klochkov]

Сообщение от Нубий-IV Видимо, ученым писать такое западло, а инженерам - влом.

+)))
и тут дело как раз в корректном задании граничных условий
для заделки - довольно просто, однозначно
для "простого" опирания (контакта) - уже проблемы для 3D с концентраторами

да и потом, как-то не совсем укладывается в голове идентичность расчета коэфф. постели для грунта с заданием характеристики "упругого основания" (металл, бетон и т.д.) для опоры балки