[vit.z.]

Здравствуйте! Встала перед мною не простая задача по исследованию деформации плиты от распределенной нагрузки.
У меня три вопроса.
1. C помощью какой программы определить перемещения вдоль срединной поверхности плиты (пластины)?
В Scad-е я так понимаю этого не сделать.
2. Какие программы считают не только упругость но и пластику?
И сложнее
3. В какой программе можно задавать(самому) условие пластичности?
Буду очень рад любой помощи и информации. Заранее благодарю.

[Om81]

Сообщение от vit.z. В Scad-е я так понимаю этого не сделать.

Это почему? Перемещения в Скаде отображаются относительно общей системы координат, так что вообще не понимаю, о какой проблеме вы говорите?

Сообщение от vit.z. 2. Какие программы считают не только упругость но и пластику?

Лира

[vit.z.]

Спасибо за информацию.
Дело в том что с расчетными программами я знаком поверхностно (руки не доходили, да и не было необходимости их изучать). Задача которая перед мной встала носит больше научный характер, и реализовывать мне её придется с помощью скажем MatLab и т.п. Программы SCAD Лира и др. мне нужны для приблизизительной проверки результатов на некоторых этапах.
" Перемещения в Скаде отображаются относительно общей системы координат, так что вообще не понимаю, о какой проблеме вы говорите?
" Дело в том что перемещения в плоскости плиты по Скаду равны 0 при любых нагрузках и граничных условиях. Определяются лишь Перемещения по z и углы поворота. Может я чтото не понимаю?

[СергейД]

догадаться непросто. мб речь идет о сдвиге?
попробуйте применить объемные элементы в скаде.
+
если уж браться за нелинейности и задача научная (дисс?)
и есть пара месяцев, то возьмитесь сразу за ансис.
(это не так сложно, как попытаются убедить).
+
с пластикой в лире не так уж все просто...

[vit.z.]

Что я делаю в Скаде:
-система общего вида
-схема: генерация прямоугольной сетки элементов на плоскости
-жескости и др. назначения
-расчет
-результаты (см. прил. рис.)
Как определить "u"? Или в Скаде это невозможно?

"с пластикой в лире не так уж все просто..." - в смысле трудности в изучении или большие возможности программы?

[Om81]

Мне кажется, просто значения перемещений малы. Скад их не улавливает.

[vit.z.]

Я задаю большую нагрузку и в результатах перемещения по Z получаются гигантскими по сравнению с размерами пластины, а по X, Y равны нулю.
Что я делаю не так?
Прикладываю Скадовский файл и скриншоты.

[Om81]

Это печально (с) Глюки одни в скаде

[cheap]

смысл в том, что техническая теория расчета пластин (подозреваю, что в МКЭ реализована она же) имеет несколько допущений
1. Отбрасываются деформации в плоскости плиты (в виду их малости) Точки срединной поверхности в процессе деформирования перемещаются лишь перпендикулярно срединной поверхности.
2. Толщина плиты мала по сравнению с другими ее размерами
3. Перемещения плиты малы по сравнению с ее толщиной
4. слои пластины не давят друг на друга. Напряжения нормальные вдоль оси, перпендикулярной срединной поверхности раны нулю
5. В плоскости поперечного сечения пластинки нормальные напряжения распределяются по линейному закону.

Оболочечеными элементами МКЭ (лира, скад) вашу задачу не решить.
Возможно, помогут нелинейные объемные КЭ (тут, как уже было замечено, лучше привлечь Ансис с его известным КЭ solid 65)
Удачи!!

[vit.z.]

Спасибо за ответ.
Так всё же в моей программе заданно всё верно? Если да, то Скад мне не помощник. Жаль конечно я его хоть поверхностно знал. Тогда придется изучать ансис.
С чего посоветуете начать?

[Pek]

Задача о которой вы говорите геометрически нелинейна. Линейной теории здесь не достаточно. Перед штурмом научных задач неплохо бы изучить основы.

[vit.z.]

Основы изучены уже давно.
Повторюсь:
с расчетными программами я знаком поверхностно. Задачу реализовывать придется с помощью скажем MatLab и т.п. Программы SCAD Лира Ансис и др. мне нужны для проверки результатов на некоторых этапах. Т.е. требуется проверить мою программу (алгоритм) при упругой работе и при пластичности. Упругую работу без учета деформации срединной плоскости я проверил, а дальше встал. Нужны перемещения в серединной плоскости U и V. Мне советуют изучать Ансис. Правильно ли это? Если да то с чего надо начать?

[Forrest_Gump]

если честно, то амба - аналитическое решение проверять приближенным.

[vit.z.]

"если честно, то амба - аналитическое решение проверять приближенным." - если честно не понял что вы хотели сказать.

[Rotfeder]

vit.z.
У вас геометрически нелинейная задача. Я СКАД совсем не знаю, однако, слышал, что геометрически нелинейный расчет там присутствует. Может вы не включили нужную опцию?
С другой стороны, геом. нелин - понятие широкое и, возможно, данный вид нелинейности в СКад не реализован.
Тогда берите что-нибудь еще. Со своей стороны могу посоветовать MicroFe. ANSYS для исследовательских задач приспособлен лучше. Но, как сказал СергейД, который в ANSYS дока, - придется потратить 2 месяца на освоение. Для вашей частной задачи 2-х месяцев жалко, а в MicroFe научиться решать простые задачки - это вопрос пары дней.

[vit.z.]

"MicroFe научиться решать простые задачки - это вопрос пары дней." это очень интересно. Большое спасибо. Какие вопросы (см.пост 1) можно решить в MicroFe?

[Rotfeder]

Сообщение от vit.z. "MicroFe научиться решать простые задачки - это вопрос пары дней." это очень интересно. Большое спасибо. Какие вопросы (см.пост 1) можно решить в MicroFe?

Вопрос 1 - геом. нелинейность - решается.
Вопрос 2 - пластика - приближенно (для пластины можно задать слоистый материал, при увеличении числа слоев будем приближаться к точному решению)
Вопрос 3 - нет, свой закон деформирования задать не получится. Есть диаграмма Прандтля и диаграммы, описывающие работу бетона.

[vit.z.]

Сообщение от Rotfeder Вопрос 2 - пластика - приближенно (для пластины можно задать слоистый материал, при увеличении числа слоев будем приближаться к точному решению)

- спасибо заинтересовало. Буду изучать.

[Om81]

Сообщение от cheap 1. Отбрасываются деформации в плоскости плиты (в виду их малости)

А как же тогда Скад считает мембраны? Или он их не считает?)

[Pek]

Сообщение от vit.z. Основы изучены уже давно. Повторюсь: с расчетными программами я знаком поверхностно. Задачу реализовывать придется с помощью скажем MatLab и т.п. Программы SCAD Лира Ансис и др. мне нужны для проверки результатов на некоторых этапах. Т.е. требуется проверить мою программу (алгоритм) при упругой работе и при пластичности. Упругую работу без учета деформации срединной плоскости я проверил, а дальше встал. Нужны перемещения в серединной плоскости U и V. Мне советуют изучать Ансис. Правильно ли это? Если да то с чего надо начать?

Тогда, если не трудно скажите, какая теория расчета оболочек будет использована в ваших программах?? Откуда у вас берутся продольные перемещения? Ведь в классической теории (при изгибе) их нет. Ответив на этот вопрос проще найти программу где реализована схожая теория.

[vit.z.]

Коллеги, большое спасибо за попытки ответить на мои вопросы, но честно говоря я вижу больше вопросов чем ответов. Может я не умею выражать свои мысли.
Не замарачивайтесь с какими то теориями расчета каких то оболочек.Суть не в этом. Вопрос заключается в том как в Скаде(желательно) или еще "где" найти перемещения (назовем их U) которые показанны в миниатюре (см. пост 5)?

[Pek]

Рано или поздно вам самому над теорией придется "заморочиться", ведь чтобы выбрать правильный тип элемента (модель) и задать параметры такого расчета надо неплохо в них разбираться. Не обижайтесь (сугубо ИМХО), но объяснения ваши, не говорят в пользу вашего знания вопроса. Думаю, что вряд-ли стоит с такой задачей обращаться к строительным пакетам (типа Лиры и Скада). Удачи вам!

[cheap]

Om81,

Сообщение от Om81 А как же тогда Скад считает мембраны? Или он их не считает?)

Речь идет о деформации пластинки от поперечной нагрузки,
при наличии такой нагрузки никаких перемещений в плоскости плиты (x,y) не возникает - они отбрасываются, возникают только по z.
Разумеется, при наличии мембранных групп усилий, возникают и деформации в плоскости пластинки, но они как раз и обусловлены этими мембранными усилиями, а их источник - нагрузки, приложенные в плоскости пластинки.
Автор темы исследует перемещения по х,у от распределенной поперечной нагрузки.

Кстати, геометрически нелиненейный расчет в ЛИРЕ (скаде, наверое тоже) позволяет получить как мембранную группу усилий, так и перемещения срединной поверхности в собственной плоскости от поперечной нагрузки - то, о чем спрашивал автор в посте 5
На рисунке две одинаковые пластины, загруженные одинаковой нагрузкой. Нижняя пластина состоит из геом. нелинейных КЭ 341. Верхняя - из линейных КЭ41. Показаны перемещения по x (в плоскости серединной поверхности)
Если есть необоходимость, выложу расчетный файл

[ETCartman]

Геомнелинейность конечно же. В скаде можно - если перемещения не очень большие. В ansys - можно любые, если вы знаете хотя бы одну нестроительную мкэ программу - то в любой ансисоподобной разберетесь моментально.
Из бесплатных можете Impact попробовать - но это явный анализ, там можно вашу пластинку хоть на Луну закинуть и восьмеркой согнуть.

[СергейД]

я все ждал, когда автор темы сам догадается...
размумеется, нужно прежде чем говорить о пластике, разобраться с основами.
при пошаговом геометрически нелинейном расчете мембранный эффект активизируется. и появятся как перемещения U V, так и соответствующие напряжения.
для тонкой металлической пластины прогибы в линейном и нелинейном расчете могут отличаться на порядок (скажем при 1 мм толщины и 1 м ширины)
а про геонелин в скаде, думаю, Вам нужно послушать EtCARTmana, который его сверял с ансис.

Советую автору темы для начала почитать хоть что-нибудь по МКЭ. Лучше Зенкевича (ссылку не даю. не поленитесь хоть что-то найти сами)

[Om81]

Сообщение от cheap Кстати, геометрически нелиненейный расчет в ЛИРЕ (скаде, наверое тоже) позволяет получить как мембранную группу усилий, так и перемещения срединной поверхности в собственной плоскости от поперечной нагрузки - то, о чем спрашивал автор в посте 5

А может кто-нибудь кратко описать механизм такого расчета в СКАДе? Там какая-то чушь - пошагово происходит почему-то увеличение нагрузки, а если мне этого не нужно, то как такового нелинейного расчета не происходит.

[vit.z.]

Сообщение от Pek Не обижайтесь (сугубо ИМХО), но объяснения ваши, не говорят в пользу вашего знания вопроса.

Ни капельки не обижаюсь. Для меня очень важны ваши ИМХО. Буду работать над собой.

Сообщение от Pek Думаю, что вряд-ли стоит с такой задачей обращаться к строительным пакетам (типа Лиры и Скада).

Я и не представляю тогда к каким?

Сообщение от cheap Речь идет о деформации пластинки от поперечной нагрузки, при наличии такой нагрузки никаких перемещений в плоскости плиты (x,y) не возникает - они отбрасываются, возникают только по z.

Не понял не возникают или отбрасываются?

Сообщение от cheap Кстати, геометрически нелиненейный расчет в ЛИРЕ (скаде, наверое тоже) позволяет получить как мембранную группу усилий, так и перемещения срединной поверхности в собственной плоскости от поперечной нагрузки - то, о чем спрашивал автор в посте 5 На рисунке две одинаковые пластины, загруженные одинаковой нагрузкой. Нижняя пластина состоит из геом. нелинейных КЭ 341. Верхняя - из линейных КЭ41. Показаны перемещения по x (в плоскости серединной поверхности)

cheap Это то что надо!

Сообщение от cheap Если есть необоходимость, выложу расчетный файл

Буду очень признателен! Спасибо заранее!

Сообщение от СергейД Вам нужно послушать EtCARTmana, который его сверял с ансис.

Очень хотелось бы послушать. Пока почитаю то что он дал по ссылке.

Сообщение от Pek Удачи вам!

Большое спасибо.

[cheap]

Om81,

Сообщение от Om81 А может кто-нибудь кратко описать механизм такого расчета в СКАДе? Там какая-то чушь - пошагово происходит почему-то увеличение нагрузки, а если мне этого не нужно, то как такового нелинейного расчета не происходит.

К сожалению я со СКАДом вообще дел не имел, но думаю, что математический аппарат у него с лирой очень схож.
Суть любого геометрически нелинейного расчета
1. Прикладывается часть нагрузки (шаг1)
2. Определяются перемещения от этой части нагрузки
3. К деформированной от 1 шага схеме дополнительно прикладывается следующая часть нагрузки (шаг 2)
4. Определяются перемещения от нагрузки шаг1+шаг2 с учетом предыдущих деформаций от шага 1
5.
6.
7. и так далее до последнего шага.
Примерно так же происходит физически нелинейный расчет, просто там на каждом шаге пересчитывается модуль деформации материала, но, в отличии от геом. нелинейного расчета, каждый дополнительный шаг нагрузки прикладывается к недеформированной схеме.

В линейном расчете нагрузка к схеме прикладывается сразу вся полностью, что не дает воможности просчитать нелинейное увеличение деформаций по мере увеличения нагрузки.
vit.z.,

Сообщение от vit.z. Не понял не возникают или отбрасываются?

в реальной конструкции они возникают
в модели пластинки они не возникают, потому, что математический аппарат линейного расчета пластин (техническая теория упругости) их отбрасывает. То есть модель упругой пластинки (ее матрица жесткости, если говорить в терминах конечных элементов) математически построена таким образом, что деформаций срединной поверхности возникнуть не может. Но это до тех пор, пока не будет применен геометрически нелинейный расчет (то есть расчет по деформированной схеме). Но даже в случае геои. нелинейного расчета трудно сказать насколько его результаты соотносятся с реальностью. Нам предоставляется возможность только верить или ставить дорогие эксперименты

Приложил txt файл модели в ЛИРЕ.

[vit.z.]

cheap
Большушее спасибо! Лиру пока не знаю, но я так понимаю txt можно загрузить в Скад. Будем разбираться.

[cheap]

Не за что!
Вот насчет того, можно ли загрузить txt файл от лиры в скад не уверен. попробуйте.

[Om81]

cheap, спасибо. Получается, расчет по деф. схеме можно выполнить именно таким образом(?)

[cheap]

Om81,
Видимо, можно. Но на практике я с такими не сталкивался, только ради забавы моделировал.
http://www.lira.com.ua/press-centre/...SECTION_ID=185
Вот здесь есть множество верификационных примеров, на них можно потренироваться. Может быть даже в выходные этим займусь
Вообще в обыденной практике проектирования нет большого смысла использовать разного рода нелинейные расчеты, но такая необоходимость появялется для конструкций с явно выраженными нелинейными свойствами.
Если говорить о геометрической нелинейности, то это, в первую очередь очень гибкие элементы, консоли огромных вылетов, мачты и башни на оттяжках, вантовые и подвесные конструкции, ну может еще что-нибудь придумать можно...

Кстати, с понятием расчета по деформированной схеме я сталкивался еще при изучении вопроса устойчивости стержневых систем. Смысл в том, что при значительном увеличении сжимающей продольной силы в элементе зависимость его общей устойчовости от нагрузки становится нелинейной, потому как в зависимости от продольной силы меняется коэффициент влияния продольной силы ню
ню=L*корень(N/EJ)=Pi/мю
мю - коэфф. расчетной длины
L= длина элемента.
И вот расчет с учетом влияния продольной силы на устойчивость элемента (на его коэф. мю) тоже назывался расчетом по деформированной схеме.

[Om81]

Сообщение от cheap Суть любого геометрически нелинейного расчета 1. Прикладывается часть нагрузки (шаг1) 2. Определяются перемещения от этой части нагрузки 3. К деформированной от 1 шага схеме дополнительно прикладывается следующая часть нагрузки (шаг 2) 4. Определяются перемещения от нагрузки шаг1+шаг2 с учетом предыдущих деформаций от шага 1

Я тут подумал - да, при физнелине это имеет смысл, если Е изменяется при каждом шаге. Но в чем разница с линейным расчетом, если нет физ. нелинейности? Почему нельзя сразу приложить всю нагрузку и получить те же самые накопленные перемещения, ведь материал упругий?

[Клименко Ярослав]

Om81, очевидно, потому что

Сообщение от cheap В линейном расчете нагрузка к схеме прикладывается сразу вся полностью, что не дает воможности просчитать нелинейное увеличение деформаций по мере увеличения нагрузки.

[Rotfeder]

Сообщение от Om81 Я тут подумал - да, при физнелине это имеет смысл, если Е изменяется при каждом шаге. Но в чем разница с линейным расчетом, если нет физ. нелинейности? Почему нельзя сразу приложить всю нагрузку и получить те же самые накопленные перемещения, ведь материал упругий?

Это имеет смысл не только при физ-нелине, но и при любом другом "нелине", в том числе при геометрической нелинейности. Собственно говоря, видов нелинейностей обычно насчитывают 3 - геометрическая, физическая, конструктивная. Во всех случаях зависимость перемещений от нагрузки нелинейная.

По поводу шагового алгоритма, описанного cheap - это не единственный вариант решения нелинейных задач. Можно, например, приложить сразу всю нагрузку, посчитать перемещения, пересчитать изменившуюся матрицу жесткости, опять посчитаь перемещения и т.д.

[Om81]

Сообщение от Клименко Ярослав В линейном расчете нагрузка к схеме прикладывается сразу вся полностью, что не дает воможности просчитать нелинейное увеличение деформаций по мере увеличения нагрузки.

А в связи с чем деформации должны нелинейно увеличиваться - вот я чего не пойму? У нас ведь модуль упругости постоянный...

[Rotfeder]

Простейшая задача - внецентренно сжатый стержень (см. рисунок).

Уравнение для прогиба V

EI v" = -P(v+e)

Если пренебречь геом. нелинейностью (прогиб очень мал)
EI v" = -Pe
Тогда прогиб линейно зависит от нагрузки.

Если не пренебрегать, то с равномерное приращение сжимающей силы будет приводить к непропорциональному росту перемещений, пока не
получим бесконечно большой прогиб
при P = Pкритическое. Следовательно, жесткость системы с увеличением нагрузки падает.

[cheap]

Согласен с постом 37.
Увеличение деформаций элементов конструкции ведет к изменению способа приложения нагрузки на конструкцию (к увеличению экцентриситетов приложения нагрузки, например) и далее к увеличению силовых факторов (изгибающих моментов, например), что в свою очередь так же ведет к увеличению деформаций. Поэтому, даже при постоянном модуле упругости E зависимость конечных деформаций от нагрузки будет нелинейной.
Но в преобладающем большинстве случаев эта "нелинейность" настолько мала, что ее принебрегают. Поэтому со второго курса универсистета и далее много много лет мы считаем почти все конструкции по недеформированной схеме, не задумываясь, что это, в общем-то допущение, влияющее на результат расчета.
Исключением, например, являются нормы на проектирование деревянных конструкций, где геометрическая нелинейность учитывается инжненерными приемами (введением понятия Mд - момента по деформарованной схеме), не смотря на то, что дерево принято считать физически линейным материалом
Кому интересно - п. 4.17 СНиП II-25-80

[Om81]

Да, с 37 понятно, именно этот пример мне и приходит в голову. Мне непонятно, зачем нагрузку увеличивать при каждом шаге? Приложили нагрузку - получили v, снова приложили ту же нагрузку к уже деформированной схеме - получили еще большее v, соответственно увеличились моменты в сечении. Приложили еще раз ту же самую нагрузку - и т.д. до затухания приращения перемещений либо наоборот до развития их и разрушения. Вот что в моем понимании было геом. нелинейным расчетом по деф. схеме. Я пока не понял, зачем нагрузку прикладывать частями?

[A III]

Om81
Может это поможет для понятия вопроса, мне когда-то помогло...
Стр 106 Геометрическая нелинейность. Устойчивость
А В Перельмутер В И Сливкер "расчетные модели сооружений и возможность их анализа"

[Rotfeder]

Сообщение от Om81 Мне непонятно, зачем нагрузку увеличивать при каждом шаге?

Солидарен с вами, о чем и написал в #35.

Есть разные варианты решения для нелин. систем. Преимущество пошагового приращения нагрузки только в том, что легче отследить максимум на диаграмме нагрузка-перемещение. Возможна же ситуация, что система вообще не несет нагрузку P. А несет к примеру только 0.8P. А дальше система деформируется при снижающейся нагрузке или получаем бесконечные прогибы. Пошаговым приращением нагрузки мы определим предельную нагрузку, которую несет система.

Впрочем, то же самое можно сделать и каким-нибудь иным алгоритмом, но пошаговым вроде проще.

[СергейД]

без пошагового увеличения нагрузки на практике хорошо (или вообще) сходятся только слабонелинейные задачи.
скажем одна серьезная (контакт+геомнелин) задача сошлась за 70 итераций. Если нагрузку разбивать на 5 шагов понадобилось в сумме 17 итераций.
Конактные задачи как же решать без пошагового изменения, ведь меняется часто сама золна контакта.
Ну а КАк пластику решать без приращений нагрузки????

[Om81]

Пластику - никак, согласен. Ну в общем, я делаю вывод, что здесь нужно учитывать еще и особенности МКЭ, в которых я не силен
СергейД, А где вы находитесь? Интересно было бы зайти как-нибудь, посмотреть на Ansys CivilFEM, тем более что я студент МИСИ ))

[OXOTHUK]

Что то есть...
В Скаде.
Геом нелинейность.