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

Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > ANSYS > Оценка прочности по эквивалентным напряжениям

Оценка прочности по эквивалентным напряжениям

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 11.01.2020, 17:17
Оценка прочности по эквивалентным напряжениям
Dadidal
 
Инженер-гидротехник
 
Владивосток
Регистрация: 01.05.2017
Сообщений: 23

Добрый день, вопрос заколючается в следующем: как оценить прочность конструкции при использовании сложных моделей матриалов? Объясню на примере.

Допустим рассчитываем стальную конструкцию в ANSYS Mechanical и используем модель Isotropic Hardening, которая использует критерий текучести Мизеса для определения начала течения материала. Соответственно, когда мы будем оценивать прочность конструкции (если грубо говоря, чтобы напряжения не превышали предельные) мы будем использовать 4 теорию прочности, т.е. смотреть эквивалентные напряжения по Мизесу и сравнивать их с пределом текучести стали. Если экв. напряжения меньше критерия, то можно сказать, что прочность конструкции удовлетворительна.

А теперь представим что мы рассчитываем бетон и используем модель Друкера-Прагера или Ментрея-Виллама для материала бетона. Если эквивалентные напряжения по Друкеру-Прагеру еще можно посчитать (формула есть в интернете), то для Ментрея-Виллама я не смог найти. И теперь возникает вопрос: Как мне оценить прочность конструкции, если я не могу посчитать эквивалентные напряжения по Ментрею-Вилламу и сравнить их с пределом прочности на одноосное сжатие? Прошу не предлагать варианты "Посмотреть главные напряжения" или "Посмотреть деформации". В первом случае будет использоваться первая теория прочности и смысл тогда использовать всякие модели материалов, если по итогу всё равно игнорировать взаимовлияние напряжений на общую прочность. Второй случай не рассматривается, поскольку нужны именно напряжения.

Всем спасибо и всем добра
Просмотров: 8528
 
Непрочитано 15.01.2020, 17:34
#41
miko2009

Инженер-конструктор
 
Регистрация: 13.10.2011
Москва
Сообщений: 2,353


Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
Графо-аналитические методы
Графо - черчение
Аналитически - решение уравнений

----- добавлено через ~1 мин. -----
Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
Я не готов графо-аналитически считать нелинейно-упгругие балки.
А что вы готовы посчитать ? может ферму ?
miko2009 вне форума  
 
Непрочитано 15.01.2020, 17:35
| 1 #42
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 9,583


Цитата:
Сообщение от miko2009 Посмотреть сообщение
Не могли бы вы решить графо аналитическим способом задачу топологической оптимизации графитовой балки любой длинны, сечения , опирания/закрепления и действующих внешних и внутренних сил.
Запросто. Как два пальца об асфальт. А тебе зачем?

----- добавлено через ~7 мин. -----
Прикольно читать посты в этой ветке. ТС спрашивает об эквивалентных напряжениях в бетоне, а ему в ответ про что угодно:
о геотехнике, теории пластичности, механике грунтов, НДМ, откосах и ,вишенка на торте, "графитовых балках".
И ни слова (за небольшим исключением) о бетоне.
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.

Последний раз редактировалось Бахил, 15.01.2020 в 17:43.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 15.01.2020, 18:06
#43
miko2009

Инженер-конструктор
 
Регистрация: 13.10.2011
Москва
Сообщений: 2,353


Цитата:
Сообщение от Бахил Посмотреть сообщение
А тебе зачем?
Понять он троль или просто не понимает о чем пишет.

Цитата:
Сообщение от Бахил Посмотреть сообщение
Прикольно читать посты в этой ветке. ТС спрашивает об эквивалентных напряжениях в бетоне, а ему в ответ про что угодно:
о геотехнике, теории пластичности, механике грунтов, НДМ, откосах и ,вишенка на торте, "графитовых балках".
И ни слова (за небольшим исключением) о бетоне.
Интересно что первое сообщение в теме так же ни о чем.
А по теме , человек не понятно что хочет , толи формулу , толи "кнопку" нажать сил не хватает.
Функция текучести ниже.
φ(ξ, ρ, θ) = (A ρ)2 + m [B ρ r(θ, e) + C ξ] − c
А фигура текучести конус. Вроде все просто.
miko2009 вне форума  
 
Непрочитано 16.01.2020, 08:02
#44
nickname2019


 
Регистрация: 18.11.2019
Сообщений: 573


Цитата:
Сообщение от miko2009 Посмотреть сообщение
Понять он троль или просто не понимает о чем пишет.
Точно. Тролль, которого не понимают.
Цитата:
Интересно что первое сообщение в теме так же ни о чем.
А по теме , человек не понятно что хочет , толи формулу , толи "кнопку" нажать сил не хватает.
Функция текучести ниже.
φ(ξ, ρ, θ) = (A ρ)2 + m [B ρ r(θ, e) + C ξ] − c
А фигура текучести конус. Вроде все просто.
Проблема в том, что у бетона вообще нет поверхности текучести (см. пост #26 от Бахила). При деформировании бетонный элемент выходит на поверхность прочности, потом при деформирвоании в нем происходит активное трещинообразование (увеличивается объем!) и напряжения в нем падают -> т.е. элемент опять попадает внутрь поверхности прочности (не текучести). Поэтому по напряжениям невозможно понять, прочный бетонный элемент или нет.

Последний раз редактировалось nickname2019, 16.01.2020 в 08:09.
nickname2019 вне форума  
 
Непрочитано 16.01.2020, 09:46
1 | 2 #45
MrWhite


 
Регистрация: 18.09.2011
Нахабино
Сообщений: 985


Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
Точно. Тролль, которого не понимают.
Проблема в том, что у бетона вообще нет поверхности текучести (см. пост #26 от Бахила). При деформировании бетонный элемент выходит на поверхность прочности, потом при деформирвоании в нем происходит активное трещинообразование (увеличивается объем!) и напряжения в нем падают -> т.е. элемент опять попадает внутрь поверхности прочности (не текучести). Поэтому по напряжениям невозможно понять, прочный бетонный элемент или нет.
Если взять математику модели материалов для любого ПО то поверхность (текучести, прочности, предельной прочности и т.д.) это просто первая часть работы модели материала. Описание положения точки по отношению к этой поверхности. И конечно не в напряжениях, а в относительных деформациях.
А вот дальше идет вторая часть и там либо идеальная текучесть, либо хрупкость, либо плавная ниспадающая ветвь. Что угодно. Важно что это именно вторая часть.
Поэтому фраза: "Проблема в том, что у бетона вообще нет поверхности текучести" в общем то конечно верна, но в данном контексте говорит о не понимании, как все это работает.

Топикастер порет чушь и ей очень больно. Оценка по эквивалентным напряжениям есть суть подход для материалов с поведением металлов. Хрупкие или текучие материалы с поверхностями прочности в виде конусов, пирамид и т.п. более сложных фигур, нельзя выразить через приведение к одноосному состоянию.
MrWhite вне форума  
 
Непрочитано 16.01.2020, 09:48
#46
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 9,583


Цитата:
Сообщение от miko2009 Посмотреть сообщение
φ(ξ, ρ, θ) = (A ρ)2 + m [B ρ r(θ, e) + C ξ] − c
Offtop: Зачем нам Вестергард? Вестергард нам не нужен!
nickname2019, ты правильно (почти) всё пишешь. Но не забывай, что это ветка Ансис - у них свои тараканы. Offtop: Как же далеки они от ПГС(с)
Что касается "продвинутых" поверхностей прочности, то там нужно задавать ненормируемые параметры, которые невозможно определить экспериментально. Только косвенно.

----- добавлено через ~10 мин. -----
Цитата:
Сообщение от MrWhite Посмотреть сообщение
Топикастер порет чушь
ТС задал вопрос. Не бывает "глупых" вопросов - бывают глупые ответы.

Цитата:
Сообщение от MrWhite Посмотреть сообщение
Хрупкие или текучие материалы с поверхностями прочности в виде конусов, пирамид и т.п. более сложных фигур, нельзя выразить через приведение к одноосному состоянию.
Чёй-то нельзя? Очень даже можно. Другое дело, что вытащить эквивалентные из Вильяма весьма проблематично, может даже невозможно.
И бетон не работает упруго. От слова совсем. А все поверхности, за некоторым исключением, предполагают упругую работу до разрушения.
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 16.01.2020, 10:03
#47
румата


 
Регистрация: 06.04.2015
Сообщений: 1,208


Цитата:
Сообщение от MrWhite Посмотреть сообщение
Оценка по эквивалентным напряжениям есть суть подход для материалов с поведением металлов.
Предел прочности металлического элемента также нельзя оценивать по эквивалентным напряжениям. Только по величине эквивалентных пластических деформаций. Иначе можем получить предел прочности, оцененный по напряжению в точках концентрации напряжений. Так конечно в запас, но в принципе не верно. В сопромате есть понятие пластического момента сопротивления. Он определяется из деформаций а не напряжений. И именно он определяет предельную прочность элемента.
румата вне форума  
 
Непрочитано 16.01.2020, 10:19
#48
MrWhite


 
Регистрация: 18.09.2011
Нахабино
Сообщений: 985


Цитата:
Сообщение от румата Посмотреть сообщение
Предел прочности металлического элемента также нельзя оценивать по эквивалентным напряжениям. Только по величине эквивалентных пластических деформаций. Иначе можем получить предел прочности, оцененный по напряжению в точках концентрации напряжений. Так конечно в запас, но в принципе не верно. В сопромате есть понятие пластического момента сопротивления. Он определяется из деформаций а не напряжений. И именно он определяет предельную прочность элемента.
Я согласен, но имеется ввиду оценка линейного материала. Металл в таком случае можно оценить по эквивалентным напряжениям, а вот с бетоном если и делать такую проверку то через какой то безразмерный коэффициент в долях от прочности в конкретной девиаторной плоскости. Ну или что-то типо этого. Но точно не в напряжениях.

Оценку работы какой-то конкретной модели материала конечно оценивают пластическими деформациями (иногда их заменителями, когда в материале принципиально нет пластики), это понятно .

Цитата:
Сообщение от Бахил Посмотреть сообщение
Чёй-то нельзя? Очень даже можно. Другое дело, что вытащить эквивалентные из Вильяма весьма проблематично, может даже невозможно.
Блин, не тупи дружище . Нельзя вообще. Это противоречит их принципу. По эквивалентным напряжениям можно оценивать, когда модель материала имеет одинаковое сечение в девиаторной плоскости (Мизес, Треска). Как только ты имеешь изменение сечения, ты должен не просто эквивалентные напряжения знать, но и место где находишься на оси (s1=s2=s3 гидростатическая ось). И какой в этом тогда смысл?

Последний раз редактировалось MrWhite, 16.01.2020 в 10:28.
MrWhite вне форума  
 
Непрочитано 16.01.2020, 12:54
#49
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 9,583


Цитата:
Сообщение от румата Посмотреть сообщение
Предел прочности металлического элемента также нельзя оценивать по эквивалентным напряжениям. Только по величине эквивалентных пластических деформаций.
Ты где этих глупостей нахватался, дон?
Ну хорошо, допустим. И как посчитать/определить эти самые "эквивалентные пластические деформации"?
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 16.01.2020, 15:02
2 | 4 #50
watchamacallit


 
Регистрация: 07.06.2019
Сообщений: 11


Цитата:
Сообщение от Dadidal Посмотреть сообщение
Добрый день, вопрос заколючается в следующем: как оценить прочность конструкции при использовании сложных моделей матриалов? Объясню на примере.
Вопрос интересный, но то, что последовало после, как объяснение на примере, откровенного говоря, настораживает.

Зайду чуть издалека. Есть такая опция в постпроцессоре ANSYS при отрисовке результатов - stress state ratio.
PLNSOL,NL,SRAT
Это отношение значения максимального эквивалентного напряжения sigma_e к пределу прочности материала по принятой модели материала Sy . Для работы материала в допредельном состоянии должно выполняться условие:

sigma_e/Sy < 1

Соответственно, при единице материал достигает поверхности. А вот какой поверхности, это зависит от модели. Для идеально упруго-пластических моделей все ясно и этим смело можно пользоваться. А вот при упрочнающихся/разупрочняющихся материалах единица будет уже при достижении начальной поверхности нагружения, которая дальше будет эволюционировать. Например, для бетона при одноосном сжатии единица будет уже при достижении предела пропорциональности. При растяжении же единица будет сигнализировать о достижении предела прочности на растяжение (если допускать, как все здраво мыслящие инженеры, что зависимость напряжения-деформации в области растяжения ДО предела прочности можно принять линейной). Т.е. эта опция далеко не универсальна.

Другой вариант (сорян, топикстартер) - оценивать по относительным деформациям.

Для идеально упруго-пластических материалов сам факт появления пластических деформаций будет указывать на то, что вектор главных напряжений достиг поверхности (эквивалентное напряжение на пределе). В данном случае поверхность не эволюционирует, вектор главных напряжений "гуляет" по поверхности, идет приращение пластических деформаций.

Для остальных упруго-пластических материалов картина несколько иная, т.к. есть упрочнение (от предела пропорциональности, если он есть, до предела прочности) поверхность будет эволюционировать, т.е. увеличиваться при изотропном упрочнении, смещаться при кинематическом и т.п. Тут самого факта появления пластики недостаточно. Нужно также сравнивать величину пластических деформаций с некими ожидаемыми предельными величинами, чтобы понимать в области упрочнения ли мы находимся или достигли прочности. При наличии ветви разупрочнения смысл тот же, только анализ пластических деформаций можно продолжить и для определения ветви разгрузки.
Так вот, можно провести аналогию с вышеупомянутым stress state ratio и оценивать достижение предельной поверхности по развитию пластических или полных деформаций. Но это уже нужно ручками делать.

Если разговаривать конкретно по железобетону, то для анализа все вышесказанное не столь нужно, т.к. обычно смотрят общую картину работы совместно с арматурными стержнями в нелинейной постановке. Там, в частности, по арматуре и пластическим деформациям бетона будет видно, близко ли ппц или еще есть запас.

А теперь возвращаюсь к Вашему объяснению на примере...

Цитата:
Сообщение от Dadidal Посмотреть сообщение
Допустим рассчитываем стальную конструкцию в ANSYS Mechanical и используем модель Isotropic Hardening, которая использует критерий текучести Мизеса для определения начала течения материала. Соответственно, когда мы будем оценивать прочность конструкции (если грубо говоря, чтобы напряжения не превышали предельные) мы будем использовать 4 теорию прочности, т.е. смотреть эквивалентные напряжения по Мизесу и сравнивать их с пределом текучести стали. Если экв. напряжения меньше критерия, то можно сказать, что прочность конструкции удовлетворительна.
Вопрос ТОЛЬКО топикстартеру:
С какой целью Вы используете модель Мизеса с изотропным упрочнением, если Вы в итоге сравниваете эквивалентные напряжения с пределом текучести, что, в принципе, можно было бы сделать и в линейной постановке?

Цитата:
Сообщение от Dadidal Посмотреть сообщение
А теперь представим что мы рассчитываем бетон и используем модель Друкера-Прагера или Ментрея-Виллама для материала бетона. Если эквивалентные напряжения по Друкеру-Прагеру еще можно посчитать (формула есть в интернете), то для Ментрея-Виллама я не смог найти. И теперь возникает вопрос: Как мне оценить прочность конструкции, если я не могу посчитать эквивалентные напряжения по Ментрею-Вилламу и сравнить их с пределом прочности на одноосное сжатие? Прошу не предлагать варианты "Посмотреть главные напряжения" или "Посмотреть деформации". В первом случае будет использоваться первая теория прочности и смысл тогда использовать всякие модели материалов, если по итогу всё равно игнорировать взаимовлияние напряжений на общую прочность. Второй случай не рассматривается, поскольку нужны именно напряжения.
То, что Вы нашли в интернете для Друкера-Прагера, это те же самые эквивалентные напряжения sqrt(J2). Но сравнивать эти напряжения с какой-либо заданной прочностью на одноосное сжатие/растяжение в DP, MW и им подобных возможно лишь только в частном случае, когда НДС соответствует одноосному сжатию/растяжению.
У критериев Мизеса и Треска нет зависимости от гидростатических напряжений (цилиндрические поверхности текучести), что актуально для равнопрочных материалов типа стали. Этим фактом славно пользуются инженеры по всему миру уже много лет, сравнивая эквивалентные напряжения с пределом текучести .
Все остальные критерии для каждого положения по гидростатической оси имеют свое девиаторное сечение и свои пределы эквивалентных напряжений (sqrt(J2)), что есть сдвиговая составляющая вектора напряжений.
Также таким поверхностям свойственны меридианы сжатия и растяжения, т.к. прочности на сжатие и растяжения различны. Мало того, девиаторные сечения могут быть не окружностями, а иметь отличную форму в зависимости от угла подобия. Привести такую поверхность к какой-то одной величине, которую можно сравнивать с пределом прочности на сжатие, растяжение и т.п. - нонсенс.

Dadidal, советую еще чуть-чуть поразбираться что к чему...
watchamacallit вне форума  
 
Непрочитано 17.01.2020, 08:23
#51
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 9,583


Offtop: Много букв. Правильные и абсолютно бесполезные. Математик?

----- добавлено через ~2 мин. -----
КАроче. Надо строить кучу вложенных поверхностей, чтобы учесть физическую нелинейность.
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 17.01.2020, 08:47
#52
nickname2019


 
Регистрация: 18.11.2019
Сообщений: 573


Цитата:
Сообщение от watchamacallit Посмотреть сообщение
если допускать, как все здраво мыслящие инженеры, что зависимость напряжения-деформации в области растяжения ДО предела прочности можно принять линейной
К сожалению, нельзя. Нелинейный расчет в строительстве, в основном, связан с определением прогибов. Использование линейной диаграммы приведет к ошибке - расчетные прогибы будут выше, чем могли бы быть (а прогибы ограничиваются нормативами). Так как это все влияет на экономику - нужно считать нормально. Тем более, никакого выигрыша использование линейных диаграмм не дает, но может отрицательно сказываться на сходимости (в угле диаграммы касательный модуль деформирвоания не определен).
nickname2019 вне форума  
 
Непрочитано 17.01.2020, 09:42
#53
watchamacallit


 
Регистрация: 07.06.2019
Сообщений: 11


nickname2019 Вроде бы ясно написал, что речь о ветви растяжения до предела прочности. Если че, в нормативных документах принимается, что бетон на растяжение не работает
watchamacallit вне форума  
 
Непрочитано 17.01.2020, 09:52
#54
nickname2019


 
Регистрация: 18.11.2019
Сообщений: 573


Цитата:
Сообщение от watchamacallit Посмотреть сообщение
nickname2019 Вроде бы ясно написал, что речь о ветви растяжения до предела прочности. Если че, в нормативных документах принимается, что бетон на растяжение не работает
В области растяжения- согласен, но гладкая кривая все равно проще. Мне нравиться экспоненциальная зависимость - ее как для растяжения, так и для сжатия использовать можно. Гладкая и непрерывная по всей области определения.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Диаграмма.jpg
Просмотров: 41
Размер:	101.5 Кб
ID:	222080  

Последний раз редактировалось nickname2019, 17.01.2020 в 10:06.
nickname2019 вне форума  
 
Непрочитано 17.01.2020, 11:44
#55
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 9,583


Цитата:
Сообщение от watchamacallit Посмотреть сообщение
Если че, в нормативных документах принимается, что бетон на растяжение не работает
Это для 1ПС "не работает", а для второго очень даже. Но, в принципе, можно. С корректировкой модуля.
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.
Бахил вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > ANSYS > Оценка прочности по эквивалентным напряжениям

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

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Оценка прочности опор valeri717 Металлические конструкции 1 30.06.2015 08:55
При оптимизации не учитывают ограничения по деформациям и эквивалентным напряжениям! MZ! ANSYS 1 26.02.2015 01:42
Как проводится анализ прочности и трещиностойкости по главным (или эквивалентным) напряжениям в железобетонных (или бетонных) конструкциях? Al-r Расчетные программы 16 01.02.2011 19:21
ГОСТ Р 53231-2008 UnyqUm Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 5 15.09.2009 14:41
Оценка прочности простенков, диафрагм. kmsalex Расчетные программы 5 18.03.2009 15:27