Господа!
Возможен ли корректный расчет существ. расчетными программами так называемых тонкостенных стержней, если допустим смоделировать его пластинами?

Возможен ли корректный расчет существ. расчетными программами так называемых тонкостенных стержней, если допустим смоделировать его пластинами

Конечно. Берем КЭ программу, ну там MicroFE какую-нить, напрiклад, грамотно строим расчетную схему и считаем. Из пушки по воробьям, конечно, но иногда можно поймать эффекты, которые в стержневых программах пока не ловятся.

Имелся ввиду действительно ьонкостенный стержень с толщиной стенки до 3 мм, который не работает по схеме неизменяемого поперечного сечения.

[Николай Баглаев]

Такой стержень нужно считать именно с помощью оболочечных элементов. Стержневая схема здесь некорректна.
И лучше считать с учетом нелинейной работы.

[PETRiK]

А если задавать сечения в ТОНУСе? (СКАД саттелит)

Имелся ввиду действительно ьонкостенный стержень с толщиной стенки до 3 мм, который не работает по схеме неизменяемого поперечного сечения

В защиту стержней.
1. 3мм - не показатель без других размеров, может они все у Вас в мм.
Например, может быть Вы считаете профиль типа KBE, там толщины
такие же или даже меньше, но считают по стержневым программам.
2. Если в первом посте Вы написали "стержень", значит один размер
как минимум в несколько раз превосходит остальные, а значит
при определенных ограничениях можно применять стержневые
методы расчета.
3. Непонятно, что значит "неизменяеме поперечное сечение". При
расчете стержней на растяжение-сжатие и изгиб пользуются
гипотезой "плоских сечений". При кручении стержня этой гипотезой
не пользуются сечения там не плоские принципиально.
Границы применимости.
Стержневые модели для тонкостенных стержней не позволяют
отследить эффекты, связаннае с локальной потерей устойчивости.
Например потеря устойчивости (короление) стенки короткого
двутавра при больших попреречных силах. Или вапучивание
сжатой полки. Ну и т.п. Хотя и тут существуют комбинированные
методы решения, когда напряженно-деформированное состояние
считается по стержневой модели, а потом рассматривают
устойчивость пластинки под действием рассчитанных напряжений.
Так, наприклад, делается в новом DIN 18800 и ЕВРОКОДе 3.

Речь идет о так называемых cold-formed профилях.
В теме говориолось о локальной потере устойчивости профиля и вопрос состоит в том, как расчитывать системы из таких стержней не прибегая к моделированию всей системы стержней отдельными пластинками.

Речь идет о так называемых cold-formed профилях. В теме говориолось о локальной потере устойчивости профиля и вопрос состоит в том, как расчитывать системы из таких стержней не прибегая к моделированию всей системы стержней отдельными пластинками.

Теперь понятно какие профили, хотя про локальную потерю устойчивости в теме не говорилось.
Если Вы хотите рассчитать "систему", т.е. ну раму например, то увы, придется-таки пластинками. Во всяком случае три основных КЭ системы на нашем рынке (СКАД, Лира, MicroFe-Старк) элементов со стесненным кручением не имеют. Почему не имеют - понятно, там есть ряд серьезных теоретических проблем, которые решать по простому нельзя, тут же заклюют, а по полной - это диссертация, нужен молодой механик, согласный работать без денег, где такого взять
Если же Вы все-таки сможете разбить расчет системы на стержни, то посчитать можно, как я уже писал, по DIN 18800 или ЕВРОКОДу 3. Там все эти эффекты, связанные с локальной потерей устойчивости учитываются, хотя и по разному. В ЕС3 - через ослабление сечения, для разных типов сечений приводятся методы расчета эффективных характеристик. В DIN 18800 - через решение дополнительных задач устойчивости пластинок, приводятся формулы и коэффициенты для разных распределений напряжений. Есть и программы, реализующие эти расчеты.

А как же быть с нашими системами типа "Талдом-профиль" и так далее?

А как же быть с нашими системами типа "Талдом-профиль" и так далее

Да никак. При чем здесь производство? Человек про расчет спрашивает.

[Дмитрий]

Кое-что про моделирование и расчет тонкостенных стержней открытого профиля можно посмотреть в книжке "Расчетные модели сооружений и возможность их анализа"/Перельмутер А.В., Сливкер В.И.
В частности, там говорится, что существует общая теория расчета таких стержней, разработанная в трудах З.И. Власова, в которой в узлах такого стержня вводится 7-я (депланационная) степень свободы...

Кое-что про моделирование и расчет тонкостенных стержней открытого профиля можно посмотреть в книжке "Расчетные модели сооружений и возможность их анализа"/Перельмутер А.В., Сливкер В.И. В частности, там говорится, что существует общая теория расчета таких стержней, разработанная в трудах З.И. Власова, в которой в узлах такого стержня вводится 7-я (депланационная) степень свободы...

Очаровательно! Мы узнаем о трудах классика - Василия Захаровича (а не З.И.) через Перельмутера-Сливкера.
Теория тонкостенных стержней действительно была развита В.З. Власовым в конце 40-х, ну и потом многие дополняли и обобщали.
Теперь эта теория - часть типового курса приложений ТУ для специальностей вроде "Динмики и прочности машин".
Только тот, кто спрашивал интересовался расчетами с учетом возможной локальной потери устойчивости, а этого в классической теории нет. И кроме того теория - не нормы, программы по ней писать можно, а считать нельзя.

[Дмитрий]

Разработчик
О, прошу извинить мое невежество!
Ибо причина его лишь в скудности моего заборостроительного образования

Теория, ИМХО, для того и существует, для того, чтобы по ней считать... А отсутствие норм, ИМХО, не является преградой к применению таких конструкций...
Возможно, просто они еще не стали столь массовыми, чтобы включать это в СНиПы...

Теория, ИМХО, для того и существует, для того, чтобы по ней считать...

Ню-ню. Это теперь в "заборостроительных" институтах учат решать краевые задачи для системы 3-х дифференциальных уравнений четвертого порядка каждая? В той теории именно так. В нормах же пишут как решать практические задачи, не прибегая к столь сложному математическому аппарату.

А отсутствие норм, ИМХО, не является преградой к применению таких конструкций...

Человек спрашивал как считать, ему, кажется объяснили, что методики есть в ЕВРОКОДе и ДИНе. А в юридических тонкостях типа
пройдет такой расчет необходимые инстанции или нет - не силен, поэтому не знаю, будет отсутствие отечественных норм преградой.

Возможно, просто они еще не стали столь массовыми, чтобы включать это в СНиПы...

Может оно и к лучшему. Тут несколько месяцев назад показывали, как крыша стоянки у "Метро", собранная из таких профилей рухнула.

Может вопрос и глупый?
А если по усилиям в стержне определить напряжения в сечении - этого будет достаточно?
(через секториальные характеристики сечения)

[Дмитрий]

Разработчик

Это теперь в "заборостроительных" институтах учат решать краевые задачи для системы 3-х дифференциальных уравнений четвертого порядка каждая?

О нет, и, наверное, слава богу...
Пока ограничиваются только заборами

В нормах же пишут как решать практические задачи, не прибегая к столь сложному математическому аппарату

А МКЭ, кстати, тоже существует вне "нормативной" плоскости...
И многие к нему охотно прибегают, ничуть не смущаясь (и вероятно, не подозревая) сложностью математического аппарата...
ИМХО главная функция Норм не объяснять как чего считать, а регламентировать, какими критериями определяется надежность конструкций.

Человек спрашивал как считать, ему, кажется объяснили, что методики есть в ЕВРОКОДе и ДИНе

Мне показалось, что локальная устойчивость стенки - это не совсем то...

Гость

если по усилиям в стержне определить напряжения в сечении -этого будет достаточно? (через секториальные характеристики сечения)

Тут, если не поставил "Имя", автоматически лепится Гость.
Если в данном случае спрашивает тот, кто задал исходный вопрос, то зачем было говорить про локальную потерю устойчивости?.
А вообще задачи о растяжении-сжатии, изгибе, свободном и стесненном кручениях стержней вполне решабельны и есть множество программ, реализующих такие расчеты. И на любые характеристики сечений есть программы. Но изначально в вопросах фигурировала "система", а не стержень и о локальной потере устойчивости говорилось, а это, как говорят в Одессе - две большие разницы.

А МКЭ, кстати, тоже существует вне "нормативной" плоскости...

Ничего подобного. В старом СНиП 2.03.01-84* может явно и нет его, нашел только 1.15, регламентирующий линейность-нелинейность, но в "новом" МКЭ фигурирует явно. Кроме того есть указания типа "определение усилий и деформаций... проводить по общим методам строительной механики...". Все "заборостроители" "проходят" два общих метода строительной механики - метод сил и метод пнрнмещений. Последний как раз и есть МКЭ для стержневых систем.

И многие к нему охотно прибегают, ничуть не смущаясь (и вероятно, не подозревая) сложностью математического аппарата...

Ничего сложного - голая технология, потому и наляпано пограмм, как моделе сотовых телефонов. Лет 20-25 назад на нашей кафедре не принимали к защите диссертации по МКЭ - считалось, что там нет науки.

главная функция Норм не объяснять как чего считать, а регламентировать, какими критериями определяется надежность конструкций.

Если говорить о ЕВРОКОДе - то да, там декларируются основополагающие принципы расчета, но потом-таки и методики-таблицы приводятся для того, чтобы и на калькуляторе прикинуть.
В СНиП 2.03.01-84*, например, нет даже диаграмм бетона и стали, необходимых для расчета, зато приводится куча расчетных формул для частных случаев. А в качестве "регламентировать, какими критериями" - пижонские 1.31-1.38 про анизотропию, двухкомпонентные среды и пр., абсолютно неприменимые к реальным расчетам рассуждения.

Мне показалось, что локальная устойчивость стенки - это не совсем то...

Да кто его знает? Мне показалось, что он вообще ушел из темы, хорошо, если с плюсом.

[Дмитрий]

Разработчик

В старом СНиП 2.03.01-84* может явно и нет его, нашел только 1.15, регламентирующий линейность-нелинейность, но в "новом" МКЭ фигурирует явно

Ну Вы же понимаете, что простое упоминание МКЭ в Нормах не может отражать всех деталей и тонкостей, от которых многое зависит в "конечном продукте"...
Даже разные "инкарнации" МКЭ в различных программах могут довольно сильно отличаться как по идеалогии, так и по результатам своей "деятельности" (на отдельных задачах, разумеется, но такие задачи могут быть довольно типичны)...
В общем, как-то серьезно переварить весь этот ералаш в Нормах врядли возможно... Да и прецендентов таких я не знаю.

что простое упоминание МКЭ в Нормах не может отражать всех деталей и тонкостей, от которых многое зависит в "конечном продукте"...

Так и простое упоминание В25 "не может отражать всех деталей и тонкостей, от которых многое зависит в конечном продукте". Вот в Беларусских нормах есть еще "удобоукладываемость", кстати, никто не растолкует что это такое? Но для контроля соответствия бетона существуют специальные процедуры. Сейчас создается некая команда из известных ученых (не участвующих в фирмах-разработчиках), которая будет выдавать некий документ соответсятвия на МКЭ программы и пользователям. Это краем уха...

Прошу прощения что не подписывался.

Но из за потери устойчивости одного стержня системы, система перестает вроде как бы существовать, иметь смысл. (это к вопросу о локальной потере устойчивости).

А вощем случае если все подсумировать, как поступить с расчетом в Наших реалиях?

Но из за потери устойчивости одного стержня системы, система перестает вроде как бы существовать, иметь смысл. (это к вопросу о локальной потере устойчивости).

Ну вот, меня коллеги уже упрекнули, что я неправильно понял вопрос.
Дам разъяснения и совет.
1. Под локальной потерей устойчивости в тонкостенных стержнях понимается коробление части стержня (полки, стенки) на некотором участке. Я уже 18-го приводил типовые примеры таких эффектов: коробление стенки двутавра в зоне больших попреречных сил, выпучивание сжатой полки, в зоне максимального изгибающего момента. При этом не исчерпывается несущая способность стержня. Вы вроде как не открестились от этих проблем и я направил за их разрешением к ЕВРОКОДу и DIN. Судя по последнему посту, Вас интересует не это.
2. Если в системе (будем думать, что это рама) теряет устойчивость один из стержней, то это не называется "локальной потерей устойчивоси", это как раз "глобальная", хотя несущая способность системы при этом может и не исчерпываться. А может и исчерпаться и, как можно судить из последнего поста, у Вас именно такой случай.
Что можно посоветовать?
Тонкостенные открытые профили кроме обычных, изгибных форм потери устойчивости имеют еще и изгибно-крутильные. На рынке нет КЭ программ, умеющих считать рамы с учетом депланации стержней. Поэтому видится такой выход:
1. Посчитать упругую задачу и определить узловые силы и моменты, приходящиеся на каждый стержень. Дополнительно просчитать систему на устойчивость, может там и без изгибно-крутильных форм уже плохо, тем более, что обычно принимаются конструктивные решения, ограничивающие такие деформации.
2. С расчитанными усилиями и моментами проверять устойчивость отдельных стержней. Условия закрепления при этом определяются конструкцией узлов, но можно и формально посчитать жесткость закрепления каждого стержня, решив соответсвующую КЭ задачу.
3. Отечественных программ расчета стержней с учетом депланации навскидку не припоминаю, может кто из читающих форум поправит.
Знаю как минимум одну немецкую систему Baustatik, фирмы mb-Software AEC (www.mb-software.de), их компаньон у нас Техсофт, но если надо и других, пороюсь в бумагах, когда-то с выставки привез проспекты и даже демы были, но на дискетках, наверно уже умерли.

PS для коллег-прочнистов. Прошу какашками в меня не кидаться, сам знаю дефекты такого подхода, но человек хочет посчитать систему, а вы (мы) не создали ничего ему в помощь, кроме дифференциальных уравнений.

[Guzey]

Sergtsw

Действительно, корректно рассматривать тонкостенные стержни
набором пластинок. И не нужно рассматривать дифференциальных уравнений теории тонкостенных стержней. Все эффекты В.З. Власова
будут учтены автоматически.
Я решаю такие задачи в MSC/Nastran в нелинейной постановке,
которая учитывает геометррическую нелинейность (выпучивание пластинок) и пластичность материала (с критерием пластичности
Губера-Мизеса). В таком расчете отслеживается и прочность и устойчивость. Вообще я задаю нагрузку такой, чтобы довести конструкцию до разрушения (потеря несущей способности).
К сожалению ни ЛИРА ни SCAD этого делать не умеют.
По моему в Лире вообще нельзя считать вместе физическую и геометрическую нелинейность

[Дмитрий]

Разработчик

Так и простое упоминание В25 "не может отражать всех деталей и тонкостей, от которых многое зависит в конечном продукте"

Точно также как и названия колбасы "Краковская" или "Докторская", сорт 1, 2, 3 Но все это вообще-то из другой оперы...
А при том многообразии типов конечных элементов и терминологии (линейные, квадратичные, p/h, Кирхгофа, Рейсснера и т.д.), "архитектуры " решателей, быстром развитии программ какие-то сертификаты соответствия, ИМХО, фикция... Или бюрократическое (самое простое) средство борьбы с конкурентами из других "школ".

Сообщение от Guzey По моему в Лире вообще нельзя считать вместе физическую и геометрическую нелинейность

Уж и не знаю где там по бабам шляется многоуважаемый маэстро, но за него поспешу сообщить, что в последней версии 9,2 они сделали одновременно физически и геометрическую нелинейность.
Другое дело, что полной пользовательской обкатки этот модуль еще не получил, поскольку начал продаваться (кажись) с июня-июля....

[maestro]

pipa

Вот не надо уважаемый, тут меня компрометировать По бабам я и ночью не шляюсь У меня дома- жаана (с) Падал прошлогодний снег И потом- что, поболеть мне уже денек низзя? Я седни ходил смотреть на балки большепролетные сборные предв. напряженные на объекте нашем... ПРикольно... Пришел, радостный как дурак. Главному фотки показал- и тут началось.. М-да.. Вот что значит опытный взгляд против молодого восхищенного птенца... Вобщем- не фига я не заметил Хорошо, хоть фотал много
Наскоко я знаю, геом. и физ. нелинейность в Лире одновременно нету. Или я чего-то не рублю, или данные устрарели...

[Дмитрий]

Возвращаясь к теме: КЭ тонкостенного стержня есть, навскидку, в ANSYS. Посмотрите в документации...

BEAM188: 3-D Linear Finite Strain Beam

Element Description
BEAM188 is suitable for analyzing slender to moderately stubby/thick beam structures. This element is based on Timoshenko beam theory. Shear deformation effects are included.

BEAM188 is a linear (2-node) beam element in 3-D. BEAM188 has six or seven degrees of freedom at each node, with the number of degrees of freedom depending on the value of KEYOPT(1). When KEYOPT(1) = 0 (the default), six degrees of freedom occur at each node. These include translations in the x, y, and z directions and rotations about the x, y, and z directions. When KEYOPT(1) = 1, a seventh degree of freedom (warping magnitude) is also considered.

КЭ тонкостенного стержня есть, навскидку, в ANSYS

Проблема не в наличии/отсутствии такого элемента. Проблема в стыковке. Так что даже имея такой элемент, посчитать в ANSYS можно только балочку неизменного сечения, как и по другим программам.

[СергейД]

в ansys
Beam188(189)
можно создать свое сечение (или выбрать из 11 типовых)
при нужде можно воспроизвести библиотеку сортаментов
есть учет депланации

на балочной модели можно посчитать изгибно-крутильную потерю устойчивости (с ее визуализацией) или соответствующие формы

поле напряжений рисуется на реальной форме сечения

уже два года есть опция переменного по длине стержня пользовательского сечения sectype,taper