[Юрий_Нд]

Уважаемые, есть такой вопрос.
Просчитал я в Лире (но вопрос не по Лире) металлоконструкцию.
Верхняя балка, длина примерно 3.5 метра. Шарнирное опирание посредине. Загружена неравномерно слева и справа сосредоточенными силами. Поэтому реакция от проворота "против часовой" воспринимается нижней полудугой, r=1.0 м, со спицами и в конечном итоге цепной передачей, балка 41 - 26, с шарнирами на концах.
Конкретно вопрос по подбору криволинейных стержней, 1/8 окружности, 45°.
Нужно ли как-то проверять на устойчивость эти балки, "на Ейлеровы" нагрузки?
Или достаточно проверить прочность, по эпюре моментов?
---
* пару слов, по поводу работы этого механизма.
Задача следующая:
Необходимо поворачивать балку с технологической нагрузкой практически на 180°.
Для этого просчитывается вариант с нижней полу дугой, с закрепленной на ней цепной передачей, что-то типа велосипедной.
Выбрано самое невыгодное положение, в котором нужно просчитать все элементы конструкции.

[Tyhig]

1) Нужно. Но методик нет.
2) Отпорность матрицы жёсткости в МКЭ.
3) Косвенно отслеживать деформации.
4) Косвенно и формально и отдалённо методики в Гореве для арок. Но по ним сколько хочешь, столько и получишь. Для арок более менее бьются с МКЭ.
5) Конструктивно исключить общую потерю устойчивости.
6) Принять большой запас по прочности. При разумных схемах он обычно обеспечивает и общую устойчивость.
7) Не делать так ?

[Юрий_Нд]

1. ... я на геом. нелинейность Лиры надеюсь.
5. ... предусмотрел.
7. ... а как?
-------------
В остальном, Спасибо.

[Tyhig]

Сообщение от Юрий_Нд 5. ... предусмотрел.

Тогда зачем тема ?

[Юрий_Нд]

Я так понял, что Вы в пятом пункте имели в виду потерю устойчивости всей полудуги. То есть потерю устойчивости "из плоскости".
А моя тема, касалась потери устойчивости только четвертушки этой полудуги и потерю устойчивости "в плоскости" полудуги.

[Нубий-IV]

Сообщение от Юрий_Нд достаточно проверить прочность

Вряд ли. У сжато-изогнутого элемента моменты больше, чем полученные из линейного расчета. А если он тонкий, то многократно больше.

Сообщение от Юрий_Нд как-то проверять на устойчивость эти балки

По моим экспериментам геометрически нелинейный расчет до достижения Ry достаточно точно воспроизводит нормативные расчеты на устойчивость для центрально и внецентренно сжатых стальных стержней, и даже для ЖБ. А некоторые расчеты (относительные толщины стенок или полок) - не воспроизводятся. Но, за неимением других методик, наверное, нелинейность подойдет.

[Tyhig]

Для исследовательских целей можно исследовать работу участка или арки с оболочками в упругой постановке.
По термину потеря устойчивости ведёт к бесконечным деформациям от малой боковой силы. Можно задавать крутящий момент 0,001 кНм и исследовать упругую работу балки в диапазоне усилий или за ним. Рано или поздно и Мкр хватит.
С Нубием не согласен. Нелинейность по материалу даст уточнение и всё. Потеря устойчивости стальных и балок и колонн вроде бы обычно в упругой зоне. Сама по себе нелинейность ничего не покажет. Надо искать способы исследования. Малый Мкр из Казахстана. Посмотрите на ютубе испытания гофробалок оттуда, там это был критерий общей устойчивости.
Да и само понятие общей устойчивости для кривых балок под вопросом. Узнаете вы, что балка сильно деформируется при N=10 кН, M=10 кНм и что вы дальше будете с этим делать ? Горев пытался считать по Эйлеру, выводил мю как для прямых стержней. Но это аналогия, дающая неоценённую погрешность. Может быть для больших арок с малой кривизной...
Но это исследовательская работа, к проектированию не имеющая отношения. Надо просто сделать надёжно, в данном случае с очень большим запасом по прочности.

[Нубий-IV]

Сообщение от Tyhig Сама по себе нелинейность ничего не покажет.

Возможно, в Лире другая терминология (в бесплатной версии посмотреть вообще нельзя). А в Старке галочки "нелинейный материал" и "геометрическая нелинейность" независимые. Нелинейный материал - уточняет прогибы в ЖБ. А геометрическая нелинейность как раз и ловит устойчивость, надо только в сторону формы начальную силу или деформацию задать; нелинейный материал тут не нужен. Для сжато-изогнутого элемента вообще должно сработать сразу, без лишних начальных данных.

Если есть данные по геометрии и нагрузкам - можно сверить Старк с Лирой.
Если есть книга/статья с полными данными для расчета и результатами - можно проверить метод на ней.

[Дмитррр]

Вопрос сводится к тому, нужно ли проверять устойчивость кливолинейного стержня на сжатие.
Если кривизна стержня значительна (а в данном случае это так), то я не вижу смысла этой проверки.
Потеря устойчивость - это резкая потеря формы от сжатия.
В данном случае ничего резкого не будет. Будет плавное увеличение прогиба. И классического F/A+/-M/W достаточно.

Вот из плоскости тут может быть потеря устойчивости. Но это автор не спрашивает, да и исходные данные сугубо плоские.

Так же может быть местная потеря устойчивости. Но это надо смотреть конкретные сечения и узлы.

А потери устойчивости именно стержня не вижу.

[Нубий-IV]

Сообщение от Дмитррр классического F/A+/-M/W

В классике у такой формулы при моменте есть множитель 1/(1 - N/Ncr). И насколько он поправит ответ, взятый "просто с эпюры", зависит от соотношения размеров. И нелинейный расчет в программе должен эту классику воспроизвести, нажатием нескольких лишних кнопок. Заодно там может и что-нибудь побочное обнаружиться. Например, что стержни за счет изгиба недостаточно жесткие, и не дают опоры балке, а только слегка пружинят. Но это все только по конкретной геометрии и нагрузкам обсуждать можно.

[v.psk]

Сообщение от Юрий_Нд 7. ... а как?

кусочно-линейная решетка?
побольше бы исходных данных, может быть есть более надежное решение... я пока не представляю работу этой конструкции, зачем тут такая сложная балка.

[Юрий_Нд]

Уважаемый Tyhig, Вы знаете, я всегда с уважением отношусь к Вашим сообщениям.
Но здесь ...
Я сначала стал выделять те части Вашего крайнего сообщения, чтобы показать, с чем я не согласен. Но потом понял, что я не согласен практически ни с одним Вашим словом.
Дальше только факты.
-------------------
Я действовал в строгом соответствии с рекомендациями

Нажмите для просмотра

https://www.youtube.com/watch?v=tfPiY1GohN0
00:35:32 - начало, 00:35:41 - про начальный прогиб.
То есть пытался найти Эйлерову силу в Лире, используя геометрическую нелинейность.
Для этого я задал криволинейный стержень 60х60х4, радиусом 86 м. Длина хорды стержня 3 м, начальной прогиб 13 мм.
Загружал силами от 30 кН до 150 кН в Лире. Получил смещение средины стержня от 4 до 20 мм для стержня в упругой стадии. Для стержня, с учетом геометрической нелинейности получил смещение от 6 до 800 мм.
Результаты расчёта на графиках. Красную вертикальную линию для графика с учетом геометрической нелинейности я провел самостоятельно.
Вы согласны с тем, что потеря устойчивости стержня происходит именно при этих нагрузках?
---------------------------------------

Сообщение от Нубий-IV По моим экспериментам ...

... а Вы не хотели бы сравнить наши эксперименты?
Проверьте Вы мою балку...
... или покажите результаты Ваших экспериментов. Я проведу аналогичный расчёт в Лире.
---------------------------------------

Сообщение от Нубий-IV можно сверить Старк с Лирой.

... я "за" на любых условиях.
Хотя нет, единственное условие, это Лира за мной.
---------------------------------------

Сообщение от Дмитррр Если кривизна стержня значительна (а в данном случае это так), то я не вижу смысла этой проверки.

Я тоже как бы "да", согласен с Вами.
Но решил всё-таки подстраховаться/посоветоваться.
---------------------------------------

Сообщение от Дмитррр Вот из плоскости тут может быть потеря устойчивости

Также согласен с Вами, об этом я писал в 5 сообщении.
Здесь я предпринял чисто конструктивные мероприятия. Что-то типа колёсных спиц.
---------------------------------------

Сообщение от Дмитррр Так же может быть местная потеря устойчивости. Но это надо смотреть конкретные сечения и узлы.

Так "давайте" конкретнее ...
---------------------------------------

Сообщение от Нубий-IV Например, что стержни за счет изгиба недостаточно жесткие, и не дают опоры балке,

Но я как бы верю Лире, которая учитывает все эти "пружинки".
---------------------------------------

Сообщение от Нубий-IV Но это все только по конкретной геометрии и нагрузкам обсуждать можно.

... предлагаете выложить фрагментик из AutoCADа?
... легко.
---------------------------------------

Сообщение от v.psk ... пока не представляю работу этой конструкции, зачем тут такая сложная балка.

Я подкорректировал первое сообщение.
Посмотрите пожалуйста, если ещё что-то непонятно, обязательно дополню.

[Tyhig]

Offtop:

Сообщение от Юрий_Нд Но потом понял, что я не согласен практически ни с одним Вашим словом.

Это же хорошо.
Поскольку тема, имхо, не исследована, то я просто строю предположения. Правильного ответа здесь быть не может. Пробуйте и так и сяк.

[Юрий_Нд]

Я очень благодарен Всем за ответы и участие в обсуждении моей темы.
Если кому-то не ответил, обязательно подскажите.
Непременно отвечу.

[Нубий-IV]

Сообщение от Юрий_Нд фрагментик из AutoCAD

Лира умеет экспортировать в SLI, а Старк такое читает. Это самый простой способ обмена.

Одна тонкость - в этом формате не все хранится, часть данных пропадает. Типы элементов теряются, специальные КЭ и т.п. Но если из Лиры сделать экспорт в SLI, потом импортировать обратно, и после расчета ответы не поменяются - значит, принципиально важная часть данных осталась. Это быстрее, чем переписывать вручную геометрию с сечениями, а потом три дня ошибки ловить.

[v.psk]

Сообщение от Юрий_Нд * пару слов, по поводу работы этого механизма. Задача следующая: Необходимо поворачивать балку с технологической нагрузкой практически на 180°. Для этого просчитывается вариант с нижней полу дугой, с закрепленной на ней цепной передачей, что-то типа велосипедной. Выбрано самое невыгодное положение, в котором нужно просчитать все элементы конструкции.

именно что механизм, слово "балки" вводит в заблуждение....да и вопрос - сколько задавать промежуточных состояний при повороте....
а к такому виду нельзя привести? (ниже)
очевидно есть еще какие-то особенности технологии, которые учтены при первоначальном конструировании

[eilukha]

Скад геомнелин правильно считает?

[Нубий-IV]

Скад ловили на неправильных эпюрах после нелинейного расчета в соседней теме:
Беспрогонное покрытие по фермам: плюсы и минусы. Пост #297
(и несколько постов выше/ниже). Может, в старших версиях уже починили.

[Юрий_Нд]

Как Вы думаете, если я по Лире нашёл более-менее точный результат по расчёту устойчивости стержня с учетом геометрической нелинейности, можно и дальше Лире доверять?
(см. рис. по 12 сообщению)

[eilukha]

Сообщение от Юрий_Нд можно и дальше Лире доверять?

- нет, просто можно тестировать дальше. Надо найти точное (лучше теоретическое) решение простой схемки и ею протестировать программу, это может служить в некоторой степени гарантией.

[Юрий_Нд]

... а когда считать?

----- добавлено через ~16 мин. -----

Сообщение от v.psk ... а к такому виду нельзя привести? (ниже)

Я так думаю, можно придумать ещё более эффективную конструкцию, практически ферму (смотрите на рисунок ниже).
Но сначала, я думаю, нужно хотя бы оценочно просчитать первоначально предложенную конструкцию.
А потом уже переходить к её оптимизации, на основании уже полученных расчётов.
Потому что, зачем оптимизировать/усложнять, если по конструктивным соображениям, первоначально предложенная конструкция уже проходит по всем критериям прочности и устойчивости?

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от eilukha Надо найти точное (лучше теоретическое) решение простой схемки и ею протестировать программу,

... так я вроде так и сделал.

[Нубий-IV]

Сообщение от Юрий_Нд (см. рис. по 12 сообщению)

В умных книжках про устойчивость пишут, что критическая нагрузка - это точка раздвоения траекторий устойчивости в геометрически нелинейных расчетах.
То есть это два разных типа расчета (устойчивость и геомнелин), которые крутятся вокруг одной точки, и друг друга взаимно контролируют.
Чтобы снять критическую нагрузку с геомнелина, надо просчитать несколько задач с разными начальными искривлениями, и по траекториям отследить, куда они сходятся (по одной траектории (как на рис.12) можно получить погрешность).
Проще и быстрее искать критическую силу обычным расчетом на устойчивость, но для тестирования режима "геомнелин" - длинный путь подойдет в самый раз. Сошлись два ответа - значит, программа работает как надо.

А для проверки прочности в геомнелине надо проверить еще напряжения: они достигнут Ry раньше, чем наберется критическая нагрузка.
Если Лира умеет останавливать итерации под пиковые напряжения, или выводить результаты на промежуточных шагах - то там и надо посмотреть, при какой нагрузке набралось Ry, это и будет несущая способность.
В Старке приходится подгонять нагрузку с нескольких попыток.

[v.psk]

Сообщение от Юрий_Нд Я так думаю, можно придумать ещё более эффективную конструкцию, практически ферму (смотрите на рисунок ниже). Но сначала, я думаю, нужно хотя бы оценочно просчитать первоначально предложенную конструкцию. А потом уже переходить к её оптимизации, на основании уже полученных расчётов.

у меня обычно обратный порядок, думаю правильно выполнить отбраковку заведомо сложных решений.
а с поста №16 не пойдет схема?
я просто пока не понимаю как работает этот механизм