[cheeppy]

Подскажите, в какой из известных и доступных программ можно рассчитывать конструкции из двутавров переменного сечения?

[alle]

Robot, ANSYS ...
Можно вручную, оценочно. Обратите внимание на увеличение касательных напряжений за счет составляющей от момента в формуле Журавского.
Чтобы не получить срез швов и такую геморройную штуку...

Сообщение от cheeppy Подскажите, в какой из известных и доступных программ можно рассчитывать конструкции из двутавров переменного сечения?

[ATTACH]1138372927.jpg[/ATTACH]

[Николай Баглаев]

Ну почему же только ROBOT и ANSYS?

Главный вопрос - как моделировать. Если смоделировать балку из оболочечных элементов, то вполне спокойно можно считать MicroFe/
На рисунке - форма потери устойчивости.
[ATTACH]1138373581.jpg[/ATTACH]

[gad]

>cheeppy
Горев В.В т.2
стр. 202 - "Расчет и конструирование рам пременной жесткости имеют ряд особенностей: взаимосвязь распределения пролетного и карнизного моментов с распределением жесткостей в конструкции; зависимость между максимальным и манимальным сечениями в элементе; специфичность расчета на прочность и устойчивость и др. Так, при расчете стойки переменного сечения на устойчивость следует опрелелять расчетную лину с учетом двух коэффициентов мю.Один из этих коэффициентов характеризует работы стйки в системе рамы. Его назначают по общим правилам и принимают равным 2 при наличии шарнира в верхнем или нижнем узле и 1при жестком сопряжении стойки с фундаментом и ригелем.Второй коэффициент мю зависит от отношения моментов инерции стойки в местах ее сопряжения с ригелем и фундаментом.Его можно определить по табл.1 т.1."
В принципе выполнение статистического расчета возможно и ручками, но в настоящее время проще с помощью програмщины.
стр. 205 - "Каждый элемент рамы разбивают на отдельные участки. Высоту сечения на участке принимают постоянной и равной среднему значению высоты на концах участка. Как правило , шаг разбиения рамы на участки длиной 0,5...1 м дает достаточно точные результаты.
Минимальное количество узлов, являющихся границами участков, определяется числом участков согласно шагу разбиения,обязательным введением узла в местах пересечения осей элементов ив местах приложения сосредоточенных нагрузок."
стр. 205 - "По расчетным усилиям производят проверку на прочность и устойчивость"
В принципе во втором томе очень толково написано про облегченные рамные конструкции. И так же скачать с этого сайта "Металлические конструкции производственных сельскохозяйственных зданий Н.Н.Мурашенко" ну очень интересно.

Николай Баглаев>
Так что по инженерной методике, при отсутствии в программе КЭ переменного сечения, расчет возможен. "Если до конца быть беременной" то в Robote есть такой элемент.

[alle]

Мне в голову пришли именно стержневые элементы, моделирующие нелинейность. Таковые точно есть в ANSYS, причем несколько и вроде как в ROBOT.
Ваш рисунок с результатами по Эйлеру? Но они вроде как отличаются от тех что "с пластикой". А поскольку такая задача явно не инженерного плана, то вроде как и не стоит шеллами заморачиваться (хотя в том же ANSYS построить и размешировать такую модель даже проще чем задать Beam ы)

Сообщение от Николай Баглаев Главный вопрос - как моделировать. Если смоделировать балку из оболочечных элементов, то вполне спокойно можно считать MicroFe/ [/ATTACH]

[Николай Баглаев]

to alle, gad

Стержневыми элементами задачу определения напряжений и т.д. решить можно. ПРосто я написал про оболочки, смотря на картинку... ИМХО такую форму потери устойчивости (если это она ) получить при моделировании стержнями нельзя....

[СЕргейД2]

В ansys Можно рассчитать изгибно-крутильную потерю устойчивости на стержневой модели
с визуализацией
введена доп степень свободы депланация и учитывается бимомент

[Николай Баглаев]

to СергейД2

Изгибно -крутильные формы для стержня поперечного сечения? Можно ли решить задачу устойчивости для рамы из стержней переменного сечения с учетом изгибно-крутильных форм?

Мое мнение - такую задачу лучше (и правильнее) чем оболочками не решить. При моделировании оболочками можно проконтролировать и напряжения в месте стыка полки и стенки..

to alle
Задача без учета пластики, но реальная. И решалась именно как задача инженерного плана за достаточно короткое время.

To All
Проблема при моделировании оболочками другого свойства - не все программы корректно считают устойчивость оболочек....
Для теста могу предложить консольный стержень сечением 1х1 м, смоделированный оболочечными элементами и нагруженный
1) нормальная сила
2) поперечная сила в одном направлении
3) поперечная сила в другом направлении

Для каждого случая определить формы потери устойчивости.

[СЕргейД2]

Уточните задачу. Стержень полый (толщина?) или нет.Замкнутое сечение?
Длина? Ну И какие мб проблемы. Все получится даже на стержневой модели.
Если сечение незамкнутое, то непонятно с чем сравнивать. Разве что с экспериментом. Точного аналитического решения для С-сечения и тп не найдете.
а какое-нибудь по Власову-лишь одно из возможных численных.

[005]

В Robote можно моделировать балки переменного сечения, но не любого, например двутавр можно, трубу нельзя. Сравнивал результат
с расчетом МКЭ в COSMOSe, в принципе нормально, главное чего
вы хотите получить от расчета от расчета

[Николай Баглаев]

Задача достаточно проста:
1. Стержень длиной 10 м
2. Сечение 1х1 м - квадратное полное
3. Нагрузки - перечислены в предыдущем посте. Для примера можно взять 100 кН (10 т) по каждому направлени.
4. Расчет устойчивости выполняется отдельно для каждого загружения.

Результаты MicroFe прилагаю.
[ATTACH]1138693362.zip[/ATTACH]

[cheeppy]

Всем:
Спасибо за помощь. Вобщем-то ясно: для исследования работы конкретной балки (с заданными размерами, условиями опирания и раскрепления сжатых зон итд) - используется моделирование из оболочек. В стержневых моделях - Ansys, Robot. С позиции среднего инженера-юзера "Лиры" ближе, наверное, Robot.

[Николай Баглаев]

to СергейД2

Задачу уточнил. Вроде достаточно простая.
ANSYS и Robot не позволяют быстро сформировать и посчитать такую задачу? )

to ALL
При решении пространственных задач из оболочек нужно быть достточно осторожным. Изопараметрические элементы метода перемещений дают большую погрешность для подобных систем.
Для иллюстрации попробуйте решить предложенную в предыдущем посте задачу с помощью таких элементов.

[alle]

У вас не оболочка вовсе в строительном понимании,
а стержень ?
Уточните пожалуйста данные, схема- сечение-материал-нагрузка,
а то похоже на армянскую загадку (сколько лет моей бабушке - неправильно)

[alle]

Вот есть микроскопическая задачка из практики (в прошлом году решал по просьбе сотрудника):

!Расчет ребра на устойчивость
!размеры, см
b1=38
b2=38
h=180
t=1.4
q=2.32 !тс/см - нагрузка по верхней грани
E=2100 !тс/см**2 !МодЮнга
/PREP7
!*
ET,1,SHELL63
!*
R,1,t, , , , , ,
!*
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,E
MPDATA,PRXY,1,,0.3

K,1,,,,
K,2,b1,,,
K,3,b2,h,,
K,4,,h,,
A, 1, 2, 3, 4
AESIZE,ALL,h/20,

AMESH,ALL
!*
FINISH
/SOL

DL,4, ,UX,
DL,4, ,UZ,

DL,4, ,ROTY,


DL,1, ,UY,
DL,1, ,UZ,

DL,3, ,UZ,

SFL,3,PRES,q,

pstres,1
solve
FINISH
/POST1
SET,LAST
FINISH
/SOL
!*
ANTYPE,1
!*
!*
BUCOPT,LANB,10,0,0
!*
solve
FINISH
/POST1
SET,LIST
[ATTACH]1138955358.gif[/ATTACH]

[Николай Баглаев]

to alle

Задачу решил... Некоторые результаты в файле. Разница невелика и может объясняться некоторой неточностью моих данных

Но данная задача непоказательна для решения задачи устойчивости всего стержня, смоделированного оболочками. Здесь формы потери устойчивости - из плоскости.... И нет ни одной в плоскости....
[ATTACH]1138958889.zip[/ATTACH]

[alle]

Да, сошлось нормально.
Толщина пластины - 1,4 см, элемент 63-й - четырехузловой (фиговый по точности, лучше - восьмиузловой с квадр. аппроксимацией - SHELL93 просто поменять в скрипте одну цифру)/

Поясните плиз вот это:

Сообщение от Николай Баглаев Для теста могу предложить консольный стержень сечением 1х1 м, смоделированный оболочечными элементами и нагруженный 1) нормальная сила 2) поперечная сила в одном направлении 3) поперечная сила в другом направлении ]

В смысле - не могли бы вы дать рисуночек с нагрузками, материал - юнг и пуассон тоже.

В плоскости это как ? За счет сдвига?
Тогда уж лучше давайте пример потери устойчивости при растяжении (внецентренном)

[Николай Баглаев]

Все достаточно просто:
Нагрузки приложены по свободному краю консоли, смоделированной оболочкой шириной 1 м и толщиной 1 м (либо равномернораспределенная нагрузка либо узловая по всем узлам с равнодействующей, равной 100 кН)
1. Нагрузка вдоль стержня сжимающая (в примере по оси Х)
2. Нагрузка поперек оси стержня перпендикулярно плоскости оболочки, которой стержень моделируется (в примере по оси Z)
3. Нагрузка поперек оси стержня в плоскости оболочки.

Расположение оболочки видно в результатах.
E= 3e+7
коэф. Пуассона 0,2
Для пояснения - документик.
[ATTACH]1138970035.zip[/ATTACH]

[alle]

Вроде соотношение P1/P2/P3 примерно сошлось и формы тоже визуально.
Николай :roll: в чем подвохх? Вы абещали канец света
Вам просто интересно как работает элемент в том направлении в котором он не должен работать? То есть это я к тому что пример то явно надуман.
[ATTACH]1139071738.rar[/ATTACH]

[Utan]

to alle

интересно, почему ANSYS выводит во viewer от MicroFe? На руках проверил по Эйлеру, вроде у Николая получше будет. Не знаю ANSYS,
поэтому для общего развития объясни, почему крит.сила обозначена как FREQ (частота)

[alle]

На руках проверил по Эйлеру, вроде у Николая получше будет.

Насчет у Николая получше не вполне согласен.
Результат абсолютно одинаковый - с точностью до величин нагрузки.
Я приложил 50 кН - к одной точке, и ошибки своей не нашел, потому что проверял соотношение запасов по формам а не сами значения.

Сейчас все заменил.
Вот он код:
!Значения параметров
w=1 !ширина, м
L=10 !длина, м
t=1 ! толщина, м
E=3e7 !Юнга модуль кН/м**2
mue=0.2 !Коэф. Пуассона
!Нагрузка по крайним точкам, кН
Px=0
Py=-50
Pz=0

/PREP7
ET,1,SHELL93 $ R,1,t, , , , , ,
!*
MPTEMP,,,,,,,, $MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,E $ MPDATA,PRXY,1,,mue

K,1,,,,
K,2,w,,,
K,3,w,L,,
K,4,,L,,
A, 1, 2, 3, 4

AESIZE,ALL,w,

AMESH,ALL
!*
FINISH
/SOL
DL,1, ,ALL,
FK,4,FX,Px $ FK,3,FX,Px
FK,4,FY,Py $ FK,3,FY,Py
FK,4,FZ,Pz $ FK,3,FZ,Pz

pstres,1
solve
FINISH
/POST1
SET,LAST
FINISH
/SOL
ANTYPE,1
BUCOPT,LANB,10,0,0
!
solve
FINISH
/POST1
SET,LIST


Вот они результаты:
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 613.92 1 1 1
2 613.96 1 2 1
3 5235.5 1 3 1
4 5261.4 1 4 1
5 13212. 1 5 1
6 13365. 1 6 1
7 22904. 1 7 1
8 23295. 1 8 1
9 32989. 1 9 1
10 33701. 1 10 1


Давайте если хотите вместе прикинем на руках:

J = 1^4/12 =1/12 м^4;
E*J = 3e7/12 =2.5e6 кН*м^2

Neu = (3.1416^2)*2.5e6/(2*10)^2 = 61685 кН

freq1 = 61685/100 = 616.85

Расхождение 0,5% можно запросто отнести на учет/неучет сдвига (т.е. я думаю ANSYS в данном модели дал результат точнее, чем по формуле Эйлера, занизив критическую силу, а проверять мне это лень – много уже раз проверял такие-подобные штуки.

Вообще эта задача имеет скорее теоретическое значение чем практическое, никто так стержни не моделирует.

Сообщение от Utan to alle Не знаю ANSYS, поэтому для общего развития объясни, почему крит.сила обозначена как FREQ (частота)

Это общее обозначение для коэффициента запаса на устойчивость и частоты. Это слово имеет много значений, его можно где угодно встретить.

frequency
1) частота
2) многократность
3) частотно
4) частотность
5) частотный
6) темп

А "почему" - я таким вопросом не задавался.

Сообщение от Utan to alle Не знаю ANSYS, )

Рекомендую вам и Николаю. Николаю как разработчику особенно. ANSYS это классика - как классическая музыка. И не признавать за ним этого - просто тоже самое говорить что Филипп Киркоров круче Людвига Вана.

[Utan]

alle

про viewer от MicroFe забыл. Плз.

[alle]

Сообщение от Utan alle про viewer от MicroFe забыл. Плз.

Чистой воды случайность. Я вообще редко viewer ами пользуюсь.
Рассматривал результаты Николая, тут же наскриншортил картинок и вставил в его же файл.

[Николай Баглаев]

to alle

Когда писал о проблемах ANSYS, имел в виду расчет на 2 и 3 нагружение (потеря устойчивости плоской формы изгиба). А на 1 нагружение могут быть проблемы у других комплексов

Маленький вопрос: а почему у Вас закрепление в центре стороны элемента? Я с ANSYS практически не знаком, поэтому информация в пояснении для меня не понятна.....

[alle]

Сообщение от Николай Баглаев Когда писал о проблемах ANSYS, имел в виду расчет на 2 и 3 нагружение (потеря устойчивости плоской формы изгиба). ....

Проблем нет - в крайнем случае вопрос в выборе keyopt элемента

Сообщение от Николай Баглаев Маленький вопрос: а почему у Вас закрепление в центре стороны элемента?....

SHELL93

8-Node Structural Shell

Сообщение от Николай Баглаев Я с ANSYS практически не знаком, ..

Рекомендую !!!

[ATTACH]1139304329.rar[/ATTACH]

[Николай Баглаев]

Посмотрел....
Вызвала вопросы форма потери устойчивости по 3 нагружению... Или просто ракурс неудачный..... Может попробуете с другой точки вид формы выложить....

Кстати, а черырехузловым элементом решать не пробовали?