| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > ANSYS > Связь между моделью материала и кривой деформирования

Связь между моделью материала и кривой деформирования

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 31.05.2019, 17:55 #1
Связь между моделью материала и кривой деформирования
Dadidal
 
Инженер-гидротехник
 
Владивосток
Регистрация: 01.05.2017
Сообщений: 12

Добрый день, только начал осваивать программный комплекс конечно-элементного анализа ANSYS, и поэтому возникают некоторые затруднения. Прошу, объясните какая связь между кривой деформирования (зависимость напряжений от деформации) и моделями материалов в ANSYS. Например, если я при расчете железобетонной балки буду использовать модель Друкера-Прагера, нужно ли мне дополнительно задавать кривую деформирования (например, через мультилинейное упрочнение) или она определяется сама собой для заданных параметров модели Друкера-Прагера? Непонимание возникло от того, что в некоторых видеоуроках люди используют модель Друкера-Прагера и задают кривую деформирования (Multilinear Isotropic Hardening), при этом я прочитал (по-моему в help'е ANSYS'а), что эта кривая деформирования использует поверхность текучести по Мизесу. Или например моделируют железобетон с помощью SOLID65 и также вводят кривую, хотя для области растяжения в данной модели, если не ошибаюсь, материал деформируется по линейному закону. Если я вообще не в ту сторону думаю, то также прошу меня поправить.

Объясните пожалуйста новичку как можно подробнее, спасибо большое. Всем добра.
Просмотров: 1901
 
Непрочитано 31.05.2019, 18:21
1 | 1 #2
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 8,218


"Модели материала", или теории прочности, приводят напряжения пространственного состояния к одноосному исключительно в упругой стадии работы.
"Кривая деформирования", или диаграмма состояния, скелетная и т.д., связывает деформации и напряжения одноосного состояния.
Так что фуфло всё это. Считай в упругой стадии без всяких "кривых деформирования".
Модель Друкера-Прагера (Мизеса, Сен-Венана и куча других) нужна лишь для того, чтобы получить напряжение эквивалентное одноосному состоянию и сравнить его с расчётным.
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)
Бахил вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 01.06.2019, 07:35
#3
Dadidal

Инженер-гидротехник
 
Регистрация: 01.05.2017
Владивосток
Сообщений: 12


Цитата:
Сообщение от Бахил Посмотреть сообщение
"Модели материала", или теории прочности, приводят напряжения пространственного состояния к одноосному исключительно в упругой стадии работы.
"Кривая деформирования", или диаграмма состояния, скелетная и т.д., связывает деформации и напряжения одноосного состояния.
Так что фуфло всё это. Считай в упругой стадии без всяких "кривых деформирования".
Модель Друкера-Прагера (Мизеса, Сен-Венана и куча других) нужна лишь для того, чтобы получить напряжение эквивалентное одноосному состоянию и сравнить его с расчётным.
1) Не совсем понял, почему модели материала работают только в упругой стадии работы? Почему тогда существует например такая фраза как "Drucker-Prager Plasticity". Как в таком случае описывается поведение материала за поверхностью текучести (по какому закону, какая кривая деформирования)? Чувствую что это связано как то с понятием "закон течения" и "уравнения течения" (flow potential), но пока не могу понять смысл. Откуда берется этот закон, если критерий текучести определяет только форму поверхности текучести?

2) Получается кривая деформирования показывает зависимость "напряжений-деформаций" при одноосном напряженном состоянии? Каким образом тогда определяются все три главных напряжения? Какой "смысл" ("природа") напряжения, который изображается на диаграмме? Объясните пожалуйста порядок действий ANSYS'а при расчете НДС (ну например, 1) Определяются деформации, 2)По кривой деформирования определяются "такие-то" напряжения 3) и.т.д. Буду очень признателен, заранее спасибо.
Dadidal вне форума  
 
Непрочитано 01.06.2019, 08:32
1 | #4
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 8,218


Прежде чем лезть в ансис надо чётко понимать что ты хочешь получить. Для начала посмотри круги Мора.
Все теории прочности пытаются дать ответ на вопрос:
"При каких условиях наступит разрушение материала при сложном напряжении?"
Наиболее адекватна теория Мизеса для изотропного материала: "При равенстве энергий упругого формоизменения одноосного и пространственного состояния". Или второй инвариант девиатора напряжений.
Все остальные модели оперируют обычно первым инвариантом тензора и вторым девиатора напряжения. В экзотических материалах используют ещё всякие "углы делатансии", "двуосные напряжения" и т.д.
И да:
Цитата:
Сообщение от Dadidal Посмотреть сообщение
кривая деформирования показывает зависимость "напряжений-деформаций" при одноосном напряженном состоянии
----- добавлено через ~3 мин. -----
И собственно никакой связи между "моделью" и диаграммой состояния нет.
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)

Последний раз редактировалось Бахил, 03.06.2019 в 06:29.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 03.06.2019, 05:23
1 | #5
AlexBud

Студент
 
Регистрация: 26.01.2016
Сообщений: 73


Добрый день. Дополнительно задавать не надо. Диаграмма деформирования задается в параметрах Друкера-Прагера. Возможно, авторы уроков использовали Multilinear Isotropic Hardening для арматуры.
AlexBud вне форума  
 
Непрочитано 03.06.2019, 06:32
#6
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 8,218


Вообще-то это модель Миролюбова. Нет пророка в родном отечестве.(с).

----- добавлено через ~8 ч. -----
Цитата:
Сообщение от AlexBud Посмотреть сообщение
Диаграмма деформирования задается в параметрах Друкера-Прагера.
Котлеты подаются совместно с мухами. Или мухи являются обязательным приложением к котлетам?
Задаётся только отношение Rb/Rt.
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)

Последний раз редактировалось Бахил, 03.06.2019 в 14:30.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 06.06.2019, 10:28
1 | 1 #7
MrWhite


 
Регистрация: 18.09.2011
Нахабино
Сообщений: 948


Цитата:
Сообщение от Бахил Посмотреть сообщение
...
Задаётся только отношение Rb/Rt.
Ну не только, гораздо больше. Зачем обманываете?

Автору топика:
Думаете Вы в правильном направлении. Для того чтобы сочетать разные варианты материалов, нужно очень детально понимать как каждый из них работает. В частности любой материал типа DP никак не сочетается с материалами по критерию Мизеса. Сочетая их в модели - получаем неконтролируемый хаос, который к сожалению в локальном частном случае может дать правдивый результат по аналогии со сломанными часами.
Явного способа создать создать модель материала в Ansys указанием кривой деформирования нет. Не потому что Ansys "плохой", а потому что описание модели материала с поверхностью прочности просто исключает поведение материала по ОДНОЙ диаграмме. Рекомендую отказаться от SOLID65 и глядеть в направлении DP,CONCRETE с добавлением модели HSD6 (например) (https://www.sharcnet.ca/Software/Ans...mechanics.html). Это позволит и получить закон деформирования близкий к СП и оперировать нормальной моделью материалов. Только проверьте версионность - это относительно новая модель.

Последний раз редактировалось MrWhite, 06.06.2019 в 10:38.
MrWhite вне форума  
 
Непрочитано 07.06.2019, 05:30
#8
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 8,218


Цитата:
Сообщение от MrWhite Посмотреть сообщение
Ну не только, гораздо больше.
Печально...

Цитата:
Сообщение от MrWhite Посмотреть сообщение
Зачем обманываете?
Я всегда глаголю истину. Даже когда подначиваю.
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 07.06.2019, 08:15
#9
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


Вообще по поводу Друкера Прагера много не скажу но модель материала и кривая деформирования это разные вещи.
Первое это условие текучести, второе просто зависимость между напряжениями и деформациями.
Немного работал с моделью Мора-Кулона (она почти аналогична Д-П) - там в расчете никаких кривых может и не задаваться
Вот например модель для Calculix
! Plastic strain update for a linearly elastic - perfectly plastic
! Mohr-Coulomb soil.
! Non-associated linear Mohr-Coulomb material model with input
! 1) Young's modulus, E
! 2) Poisson's ratio, nu
! 3) cohesion, c
! 4) friction angle, phi [degrees] Cannot be set to zero
! 5) dilation angle, psi [degrees] Cannot be set to zero

То есть пластичность наступает по достижении напряжениями поверхности текучести - от линейного в идеально пластичное.
При расчете явно вырисовываются линии сдвига - например в случае устойчивости откоса.

Increase Size Decrease Size Нажмите для просмотра
https://www.youtube.com/watch?v=qo3vOXnDeSs
Вложения
Тип файла: zip umat.f.zip (14.1 Кб, 11 просмотров)
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 07.06.2019, 11:19
#10
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 8,218


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
моделью Мора-Кулона (она почти аналогична Д-П)
Почти... Для разных материалов. Это Вильямс пытался соединить.
Но в одном ты прав

Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
модель материала и кривая деформирования это разные вещи
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 07.06.2019, 12:17
1 | #11
MrWhite


 
Регистрация: 18.09.2011
Нахабино
Сообщений: 948


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
То есть пластичность наступает по достижении напряжениями поверхности текучести - от линейного в идеально пластичное.
При расчете явно вырисовываются линии сдвига - например в случае устойчивости откоса.
Increase Size Decrease Size Нажмите для просмотра
https://www.youtube.com/watch?v=qo3vOXnDeSs
Ну вот сейчас много моделей в которых описывается деформационное поведение отличное от линейного в точках внутри поверхности прочности и отличное от идеально пластичного (например, хрупкое) снаружи поверхности прочности. Отсюда и возрастает количество необходимых параметров и вообще сложность модели. При этом настройки области внутри поверхности прочности для одноосного напряженного состояния позволяют приблизиться к поведению описанной в СП диаграммой. Понятно, что как только мы выходим за рамки одноосного состояния, тип поведения материала сохраняется, но все величины начинают корректироваться в контексте общей поверхности прочности. И доказать или опровергнуть происходящее пока совершенно невозможно

По видео: очень наглядно и правильно иллюстрируется поведение материала МС, к сожалению портит просмотр совершенное не понимание автором видео геотехники.
MrWhite вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 12.06.2019, 14:38
#12
Dadidal

Инженер-гидротехник
 
Регистрация: 01.05.2017
Владивосток
Сообщений: 12


Цитата:
Сообщение от AlexBud Посмотреть сообщение
Добрый день. Дополнительно задавать не надо. Диаграмма деформирования задается в параметрах Друкера-Прагера. Возможно, авторы уроков использовали Multilinear Isotropic Hardening для арматуры.
Спасибо за ответ. Подскажите пожалуйста тогда где/как можно посмотреть/представить данную диаграмму?

Цитата:
Сообщение от MrWhite Посмотреть сообщение
Ну не только, гораздо больше. Зачем обманываете?

Автору топика:
Думаете Вы в правильном направлении. Для того чтобы сочетать разные варианты материалов, нужно очень детально понимать как каждый из них работает. В частности любой материал типа DP никак не сочетается с материалами по критерию Мизеса. Сочетая их в модели - получаем неконтролируемый хаос, который к сожалению в локальном частном случае может дать правдивый результат по аналогии со сломанными часами.
Явного способа создать создать модель материала в Ansys указанием кривой деформирования нет. Не потому что Ansys "плохой", а потому что описание модели материала с поверхностью прочности просто исключает поведение материала по ОДНОЙ диаграмме. Рекомендую отказаться от SOLID65 и глядеть в направлении DP,CONCRETE с добавлением модели HSD6 (например) (https://www.sharcnet.ca/Software/Ans...mechanics.html). Это позволит и получить закон деформирования близкий к СП и оперировать нормальной моделью материалов. Только проверьте версионность - это относительно новая модель.
Большое спасибо. Почитал еще немного про модели материалов и конкретно посмотрел данную модель. Возникли вопросы по поводу некоторых параметров в модели, а именно: 1) прочность бетона при двуосном сжатии и 2) угол дилатансии при сжатии и угол дилатансии при растяжении.
1) Подскажите пожалуйста, есть ли какие-либо рекомендации по назначению данных параметров, если известны только прочность на сжатие/растяжение при одноосном сжатии (к примеру если расчет ведётся, основываясь только на параметрах бетона указанных в СП).
2) Правильно ли я понял, что величины и , которые определяются в зависимости от прочностей бетона Rc, Rt и Rb, являются соответственно пределами текучести при растяжении и сжатии? И при достижении эквивалентных напряжений по Друкеру-Прагеру данных величин, материал начинает "течь", т.е. заканчивается упругая и начинается пластичная работа (достигается поверхность текучести)?
3) Если я правильно всё описал в п.2., то возникло небольшое недопонимание. Объясню на примере. Пусть у нас прочность при одноосном сжатии Rc=25 Мпа, а растяжении Rt=1,5 МПа. Тогда по формуле , описанной в п. 4.9.5.1 по вашей ссылке, предел текучести при растяжении получается равным 1,63 МПа, что больше предела прочности на растяжение. Как такое может быть? Или в таком случае просто предполагается, что материал при растяжении работает полностью упруго?

Также хотел бы уточнить по поводу Linear HSD Model (HSD6) про который вы писали. Я так понял вы имеете в виду хорошее соответствие с диаграммой Карпенко, указанной в приложении Г СП 63.13330? Немного почитал про это и насколько я понял, упрочнение/разупрочнение (hardening и softening) изменяют форму поверхности текучести, т.е. изменяют величину эквивалентных напряжений по Друкеру-Прагеру при которых прекращается упругая работа материала и материал начинает "течь" (yielding).
4) Если я правильно понял, то параметры k определяют величину пластических деформаций. При этом если определяет величину деформаций для предела прочности при одноосном сжатии, то каким образом может реализуется работа материала в модели при больших деформациях (нисходящая ветвь). Я имею в виду, что разве не должен бетон разрушаться при данных напряжениях и дальнейшего деформирования в принципе не может быть. Объясните пожалуйста дураку смысл ниспадающей ветви
5) Немного не понял соответствие параметров и предела упругости . Если посмотреть на формулу поверхности текучести, указанную на нижеприкрепленном рисунке, можно увидеть, что при равном единице у нас предел текучести равен своему "полному" значению. Тогда почему равен единице при деформациях , которые соответствуют пределу прочности при сжатии как я сказал в п.4. Поясните пожалуйста попроще как работает данная модель с упрочнением HSD6?

Dadidal вне форума  
 
Непрочитано 13.06.2019, 05:28
#13
AlexBud

Студент
 
Регистрация: 26.01.2016
Сообщений: 73


Dadidal, 4) После пика диаграммы идет ниспадающая ветвь. Напряжения между берегами трещины продолжают передаваться за счет сил зацепления. Вообще не рекомендуется строить ниспадающую ветвь ниже значений 0,5...0,7*Rb тк после данных значений это уже не ветвь деформирования целого образца, а ветвь деформирования отдельных частей. Можете почитать об этом в "Общих моделях механики железобетона" Карпенко; Тут хорошо описаны вопросы механики разрушения бетона - "Fracture and size effect in Concrete and Other Quasibrittle Materials", автор Zdenek Bazant.
AlexBud вне форума  
 
Непрочитано 13.06.2019, 07:56
| 1 #14
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 8,218


Ниспадающая ветвь - начало разрушения бетона.
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 13.06.2019, 16:43
1 | 2 #15
watchamacallit


 
Регистрация: 07.06.2019
Сообщений: 1


Dadidal,
1) Нет ничего лучше экспериментальных данных. Но их в 100% случаях как на зло нет и не будет.
Прочность на двухосное сжатие обычно рекомендуется принимать на 15-20% большое прочности на одноосное сжатие.
Цитата:
Сообщение от Dadidal Посмотреть сообщение
угол дилатансии при сжатии и угол дилатансии при растяжении
Для данной модели это не угол дилатансии, а параметр дилатансии. Значения от 0 до 1.
При значении 1 закон течения ассоциированный (пластический потенциал повторяет форму заданной поверхности разрушения материала)
При значении 0 - объемные пластические деформации равны нулю.
При значениях между 0 и 1 закон течения не ассоциированный.

Тут конечно лучше экспериментальные значения, но, я думаю, можно взять то, что в хэлпе указано:
delta_t=0.25 ! dilatancy factor tension
delta_c=1.0 ! dilatancy factor compression
2,3) Не совсем все так. В модели DP Concrete скомбинированы 2 поверхности Друкера-Прагера. Одна №1 отвечает за область растяжения и растяжения-сжатия в пространстве главных напряжений, другая №2 за область сжатия (она более пологая и не так сильно переоценивает прочность бетона при больших значениях объемных напряжений, как если бы это было задано одной поверхностью).

σt и βt - константы, определяемые через прочности на одноосное сжатие и одноосное растяжение, которые описывают поверхность Друкера-Прагера №1.
σс и βс - константы, определяемые через прочности на двухосное и одноосное сжатие, которые описывают поверхность Друкера-Прагера №2.

При одноосном нагружении, максимальное напряжение перед началом ниспадающей ветви (разупрочнением) на диаграмме будет соответствовать заданным значениям Rc или Rt.



Цитата:
Сообщение от Dadidal Посмотреть сообщение
упрочнение/разупрочнение (hardening и softening) изменяют форму поверхности текучести, т.е. изменяют величину эквивалентных напряжений по Друкеру-Прагеру при которых прекращается упругая работа материала и материал начинает "течь"
Наверное, не форму, а размер...
HSD позволяет указать при каких относительных деформациях и напряжениях наступит тот или иной этап диаграммы "напряжения-деформации". Там все достаточно гибко, можно добиться идеального течения вместо ниспадающей ветви, если надо.
Возьмем к примеру одноосное сжатие.
По идее, при достижении предела пропорциональности вектор главных деформаций достигает "начальной" поверхности Друкера-Прагера (DPC), далее происходит упрочнение, при котором поверхность DPC эволюционирует изотропно (изотропное упрочнение), т.е. увеличивается в размерах. Увеличение происходит до тех пор, пока не будет достигнута заданная прочность на одноосное сжатие. При бОльших деформациях начнется разупрочнение, при котором поверхность DPC эволюционирует обратно, уменьшаясь в размерах до заданного значения остаточных напряжений.
В хэлпе там все на картинках видно.
4) После достижения Kcm начинается процесс разрушения, который является не таким уж и мгновенно хрупким. Так что все там может... и будет. Можно хотя бы диаграмму в СП 63 глянуть, приложение Г. А в ANSYS там еще и 4 варианта учета ниспадающей ветви. От простого линейного до энергетического подхода.

5)Ω1 - это функция упрочнения/разупрочнения. См. то, что я написал выше.
А вот Ωс - это, скажем так, относительные или нормализованные напряжения. Т.е. Доля от предельного значения. Это для варианта линейного HSD (Figure 4.33 хэлпа).
Например:
Ωci - это относительные напряжения на границе предела пропорциональности. Ωci=0,33, т.е. 33% от прочности на одноосное сжатие.
Ωc=1 - прочность на одноосное сжатие достигнута.
Ωcr=0.2 - остаточные напряжения при полном разрушении и последующем идеальном течении материала 20% от прочности на одноосное сжатие.
при Ωcr=1 - ниспадающей ветви не будет, сразу начнется идеальное течение.
Как-то так...

Последний раз редактировалось watchamacallit, 17.06.2019 в 08:58.
watchamacallit вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > ANSYS > Связь между моделью материала и кривой деформирования

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

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Как указать в расчетной схеме фермы связь между узлами подкоса и составного сечения пояса? Alexedo SCAD 7 21.10.2016 12:16
нелинейный расчет - выбор закона деформирования материала 27legion Лира / Лира-САПР 7 18.06.2015 12:12
Как задать 3х-осную диаграмму деформирования материала Direxiv ANSYS 10 16.06.2014 10:48
Как разбить связь между одинаковыми деталями? программа MDT 2008 bambrenus Вертикальные решения на базе AutoCAD 15 09.09.2009 13:40
Что делать, если эксковатор согнул горизонтальную связь между фермами ? nikos85 Конструкции зданий и сооружений 3 14.06.2008 09:00