nanoCAD 20 ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОСИСТЕМА
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Прочее. Программное обеспечение > Расчёт напряжения вручную не совпадает с расчётом FreeCAD

Расчёт напряжения вручную не совпадает с расчётом FreeCAD

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 08.01.2020, 20:56 #1
Расчёт напряжения вручную не совпадает с расчётом FreeCAD
saufesma
 
Регистрация: 25.01.2019
Сообщений: 57

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

Вложения
Тип файла: zip FreeCAD.zip (8.40 Мб, 47 просмотров)

Просмотров: 2870
 
Непрочитано 08.01.2020, 22:08
#2
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,429


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.

Последний раз редактировалось Liukk, 09.01.2020 в 08:04. Причина: исправлена ошибка
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 05:52
| 1 #3
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 450


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.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Напряжения.png
Просмотров: 835
Размер:	248.1 Кб
ID:	221788  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Деформации.png
Просмотров: 774
Размер:	191.7 Кб
ID:	221789  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Пуассон.png
Просмотров: 775
Размер:	229.8 Кб
ID:	221790  
__________________
Учись долго, умри дураком
Нубий-IV вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2020, 12:37
#4
saufesma


 
Регистрация: 25.01.2019
Сообщений: 57


Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
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. -----
Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Сами Асконовце предлагали решать подобные задачи в специализированной программе,
Calculix, подойдёт?
saufesma вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 13:26
#5
iliorik


 
Регистрация: 03.10.2009
Сообщений: 239


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 -
Increase Size Decrease Size Нажмите для просмотра
https://www.youtube.com/watch?v=7p5mQuJIZdIОстальное придется найти самому, имея интернет и зная английский это будет сделать не сложно.
iliorik вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 13:50
#6
ZVV


 
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 1,877


Цитата:
Сообщение от saufesma Посмотреть сообщение
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.

Цитата:
Сообщение от iliorik Посмотреть сообщение
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.

Цитата:
Сообщение от iliorik Посмотреть сообщение
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.
Цитата:
Сообщение от iliorik Посмотреть сообщение
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.
ZVV вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 14:59
#7
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,429


Цитата:
Сообщение от ZVV Посмотреть сообщение
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.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 15:13
#8
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 450


Цитата:
Сообщение от saufesma Посмотреть сообщение
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.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Настройки.png
Просмотров: 581
Размер:	104.0 Кб
ID:	221812  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Перемещения.png
Просмотров: 575
Размер:	108.5 Кб
ID:	221813  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Напряжения.png
Просмотров: 568
Размер:	126.2 Кб
ID:	221814  
Вложения
Тип файла: zip Shell.zip (605.2 Кб, 7 просмотров)
__________________
Учись долго, умри дураком
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 15:48
| 1 #9
ZVV


 
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 1,877


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
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?

Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
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?
ZVV вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 16:06
#10
Alexander_Student


 
Регистрация: 03.11.2014
Николаев, Украина
Сообщений: 34


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
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.
Цитата:
Сообщение от saufesma Посмотреть сообщение
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.
Alexander_Student вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2020, 17:49
#11
saufesma


 
Регистрация: 25.01.2019
Сообщений: 57


Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
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. -----
Цитата:
Сообщение от Alexander_Student Посмотреть сообщение
сделайте всю задачу в балочных элементах и получите хорошее совпадение с экспериментом.
Этого как раз я и пытаюсь избежать. Наверно это наивно.
saufesma вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 19:04
#12
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,429


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)
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2020, 22:56
#13
Alexander_Student


 
Регистрация: 03.11.2014
Николаев, Украина
Сообщений: 34


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
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.
Цитата:
Сообщение от saufesma Посмотреть сообщение
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.)
Alexander_Student вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 10.01.2020, 12:37
#14
saufesma


 
Регистрация: 25.01.2019
Сообщений: 57


Цитата:
Сообщение от Alexander_Student Посмотреть сообщение
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.
saufesma вне форума  
 
Непрочитано 10.01.2020, 13:56
#15
Alexander_Student


 
Регистрация: 03.11.2014
Николаев, Украина
Сообщений: 34


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)
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 400DOF.png
Просмотров: 56
Размер:	132.2 Кб
ID:	221840  
Alexander_Student вне форума  
 
Непрочитано 10.01.2020, 17:19
#16
ZVV


 
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 1,877


Цитата:
Сообщение от Alexander_Student Посмотреть сообщение
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.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Напряжения и сетка.jpg
Просмотров: 353
Размер:	185.2 Кб
ID:	221844  
ZVV вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 10.01.2020, 17:30
#17
saufesma


 
Регистрация: 25.01.2019
Сообщений: 57


Цитата:
Сообщение от Alexander_Student Посмотреть сообщение
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.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: gmsh.png
Просмотров: 72
Размер:	110.4 Кб
ID:	221845  Нажмите на изображение для увеличения
Название: netgen.png
Просмотров: 68
Размер:	37.0 Кб
ID:	221846  
saufesma вне форума  
 
Непрочитано 10.01.2020, 18:07
#18
csp


 
Регистрация: 03.04.2013
Сообщений: 695


Цитата:
Сообщение от saufesma Посмотреть сообщение
Эта рама не считается по СП 16... вот и приходится разбираться с МКЭ.
Строителей нельзя подпускать к расчету механизмов... на пушечный выстрел...
csp вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 10.01.2020, 18:41
#19
saufesma


 
Регистрация: 25.01.2019
Сообщений: 57


Цитата:
Сообщение от csp Посмотреть сообщение
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.
saufesma вне форума  
 
Непрочитано 10.01.2020, 20:24
#20
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,429


Цитата:
Сообщение от saufesma Посмотреть сообщение
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...
Цитата:
Сообщение от csp Посмотреть сообщение
Строителей нельзя подпускать к расчету механизмов... на пушечный выстрел...
Полностью согласен.
Цитата:
Сообщение от saufesma Посмотреть сообщение
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.
Liukk вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Прочее. Программное обеспечение > Расчёт напряжения вручную не совпадает с расчётом FreeCAD

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Выполняется ли расчёт притока воды в котлованы в разделе ПОС? DASHA16091986 Технология и организация строительства 62 06.03.2015 11:44
Расчёт потребности в электроэнергии в разделе ПОС Tyhig Электроснабжение 3 30.06.2014 20:23
Расчёт двухветвевых колонн в Scad Nickelback SCAD 2 13.07.2013 17:52
Расчёт приямка, каким методом расчитывать такую схему Mr.Merlin Конструкции зданий и сооружений 5 06.06.2013 13:44
Какой необходим гидравлический расчёт и расчёт на компенсацию тепловых удлинений существующей теплосети? Валерка Отопление 11 15.04.2013 12:40