Архитектору и проектировщику|Тепло- и звукоизоляция URSA.RU
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > ANSYS > Расчет стальных конструкций на устойчивость. Ansys

Расчет стальных конструкций на устойчивость. Ansys

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 20.08.2009, 20:05 #1
Расчет стальных конструкций на устойчивость. Ansys
diesel-generator
 
Конструктор
 
Москва
Регистрация: 14.08.2009
Сообщений: 63

Подскажите пожалуйста как выполнять расчеты на устойчивость стальных конструкций в программе Ansys.
Просмотров: 24385
 
Непрочитано 20.08.2009, 20:19
#2
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


Материалы по Ansys
Расчет по деформированной схеме (тестовый пример)
Расчет по деформированной схеме - это способ точно смоделировать потерю устойчивости в постановке СНиП, формулы и коэффициенты которого выведены аналитическим путем (в Ansys могут быть воспроизведены)
Эйлерова устойчивость:
пример
еще
еще раз
вот тут немного
и тут

(искал запросом на слово pstres,1 - именно этой командой активируется опция необходимая для последующего расчета на эйлерову устойчивость - вслед за статикой)
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 20.08.2009, 20:40
#3
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


Спасибо! Сейчас попробую посчитать и посмотреть что получиться. Я уже выполнял тестовые расчеты центрально сжатых стальных стоек по деформированной схеме и результаты расчетов у меня не совпали с результатами расчето выполненых в ручную по СНиПу т. е. критическая сила полученная в ансисе намного больше была чем полученная по нормам.
diesel-generator вне форума  
 
Непрочитано 20.08.2009, 21:05
#4
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


Центрально сжатые никогда и не теряют устойчивость, не бывает стержней без начальных выгибов и эксцентриситетов. А вот если задавать стержням начальный эксцентриситет, как в "Пособии по проектированию..." к СНиП, то сходимость Ansys/СниП получается на уровне 3-5% для прямоугольных стержней, а для стержней произвольного сечения отслеживается влияние формы сечения на устойчивость (то чего нет в СНиП но сделана попытка в СП)
Коэффициенты формы сечения, коэффициенты фи_е для решетчатых и сплошных, коэффициенты при расчете с учетом пластических деформаций - все это, если решать задачу в СНиПовской постановке, со СНиП естественно сходится.
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 20.08.2009, 21:13
#5
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


А как в Ансисе задавать начальный эксцентриситет и чему он будет равен? Я в расчетах начальный эксцентриситет задавал в качестве горизонтальной силы(перемещения), но от величины этой силы(перемещения) зависило значение критиической силы которое как раз и не совпадало со СНиПом.
diesel-generator вне форума  
 
Непрочитано 20.08.2009, 21:50
#6
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


А в "Пособии" прописано i/20+L/750 если мне память не изменяет, там и схемка есть. От горизонтальной силы ясен пень будет зависить критическая, но это уже не центральное сжатие в понимании СНиП.
Такого рода задачи (деформированная схема) требуют определенных знаний и навыков, но в принципе все это решабельно вполне
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 20.08.2009, 22:09
#7
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


Большое спасибо!!! Тогда получается что при расчете на устойчивость все потенциально сжатым элементам необходимо задавать начальные эксцентриситеты и затем решать физически и геометрически нелинейную задачу???
diesel-generator вне форума  
 
Непрочитано 20.08.2009, 22:26
#8
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


Есть два способа: решать линейную задачу, определять расчетные длины методом Эйлера и далее считать по формулам СНиП (которые выведены для простого шарнирного стержня, а эйлеров расчет именно и приводит вашу конструкцию к такому стержню - для частного случая когда напряжения при потере устойчивости не превышают предела пропорциональности). Это приближенный подход который иногда дает результаты в большой запас прочности.
Расчет по деформированной схеме, если есть как N так и моменты (с усл. эксцентриситетом m>0.1) производится на заданную комбинацию - никаких выгибов задавать не надо, доп моменты от них будут малы по сравнению с моментами от внешних сил.
Если говорить за ansys - нужно построить модель , выбрать тип элемента (стержневого) который учитывает пластику, задать диаграмму деформирования, включить нелинейные опции и считать до расходимости. Потом в time history postproсessor построить и исследовать кривую нагрузка-перемещение. Если доля нагрузки (time) при которой конструкция уже не несет меньше 1 то конструкция неустойчива.
Если в частности речь идет о гибкой конструкции, которая теряет устойчивость до предела пропорциональности, то пластика влять на результат не будет, только геометрическая нелиненость. И в общем случае величина time будет совпадать с эйлеровым коэффициентом запаса устойчивости.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2009, 04:03
#9
Португалец

Structure engineer
 
Регистрация: 02.12.2008
All World
Сообщений: 898


А как решить общую задачу - сжато-изогнутая балка? В СНиП об этом ничего не говорится. Рассматривается либо отдельно крутильная форма потери устойчивости (устойчивость плоской формы изгиба, так называемое "фи балочное"), либо устойчивость при внецентренном сжатии, там уже другое "фи". Или крутильная форма всегда будет первая, поэтому совместно их не рассматривают?
__________________
Идиот и гений всегда будут загадкой для друг-друга...
Португалец вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2009, 07:44
#10
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


Про теорию расчета есть немного в Гореве (1т), про устойчивость балок - в Белене даже есть. Элементы 188-189 позволяют определить изгибно-крутильные формы при расчете в эйлеровой постановке. При расчете изгиба с кручением с учетом пластических деформаций - результаты выдаются, если сравнивать с оболочечными моделями - вполне приемлемые на начальной стадии развития пластических деформаций, но в справке есть рекомендация использовать результаты с осторожностью (поскольку тут сама теория может давать сбои).
Деформационные расчеты - хороший инструмент для дополнительных проверок, это уже моделирование - настоящее, хотя едва ли можно будет когда-нибудь полностью на них полагаться.
Для плоских систем все проще, надежность результатов выше.
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 21.08.2009, 08:21
#11
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


Правильно ли я понял???

Первый метод расчета на общую устойчивость. Идея метода заключается в том, что выполняется "linear buckling analyses" в результате этого расчета мы определяем расчетные длины стержневых элементов и продольные сжимающие силы, а затем выполняем проверку на устойчивость в ручную по СНиПу.

Второй метод расчета на общую устойчивость. Мы решаем геометрически и физически нелинейную задачу, где значение нагрузки до ее расчетной величины будет прикладываться последовательно. Если решение такой задачи сойдется, то устойчивость обеспечена если нет то можно будет посмотреть значение нагрузки при которой произошла потеря устойчивости.

Третий метод расчета на общую устойчивость. Выполняются расчеты определяются максимальные сжимающие усилия и моменты а потом по СНиПу с наибольшей расчетной длиной выполняем проверку на устойчивость.
diesel-generator вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2009, 08:28
#12
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


не понял, как вы поняли. Чем третий тогда от второго отличается. хотите действительно понять - прорешайте всеми методами задачи с известными решениями, получите самостоятельно сниповские коэффициенты, а потом приступайте к более менее реальным задачам
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 21.08.2009, 08:43
#13
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


третий отличается от второго тем, что там выполняется линейные расчеты и в результате комбинаций расчетов определяются наибольшие сжимающие силы и изгибающие моменты а потом они используются для проверки на устойчивость элементов по СНиПу.

2 ETCartman большое Вам спасибо!!! я действительно сейчас займусь расчетами, что бы не задавть глупые вопросы.
diesel-generator вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2009, 08:45
#14
Португалец

Structure engineer
 
Регистрация: 02.12.2008
All World
Сообщений: 898


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
Для плоских систем все проще, надежность результатов выше.
Но в то-же время корректность плоских систем реальной конструкции меньше.
__________________
Идиот и гений всегда будут загадкой для друг-друга...
Португалец вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2009, 08:58
#15
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


Для реальной конструкции столько всего оказывает влияние, что пространственность схемы идет через запятую среди десятка факторов, о которых вы может быть и не задумываетесь.
Основа расчета и конструирования - плоская схема, максимально упрощенная. На пространственной с большей вероятностью можно сделать ошибку, сами программы на сложных схемах могут давать ошибки, а ваша "добавка" в усилия может быть запросто перебита податливостью узлов, наличием дефектов, влиянием основания или перераспределением нагрузки, иным чем это может быть по вашей схеме.
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 27.08.2009, 19:58
#16
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


Здравствуйте!

Решается следующая задача в Ansys: определить критическую силу центрально сжатого стержня.
Тип анализа Buckling analysis. Тип элемента beam4.
Стержень имеет шарнирное закрепление по концам. Длина стержня l=10м. Квадратное поперечное сечение с размером а=0,1м. Момент инерции I=8,33e-6м4. Площадь сечения А=10e-3м2. Материал упругий E=2,06e11Па.
Значение критической силы вычесленное по формуле Эйлера Pcr=169188Н.
Значение критическо силы полученное в результате расчетов по программе Ansys Pcr=169363Н

Почему первая форма потери устойчивости происходит относительно не главной оси инерции???

Хотя если решать аналогичную задачу и использовать элемент beam189, то первая форма потери устойчивости происходит отнсительно главной оси инерции.

На рисунках показана первая форма потери устойчивости при использовании элемента beam4. Вид вдоль оси X и вдоль оси Z.
Вложения
Тип файла: doc buckling.doc (27.0 Кб, 574 просмотров)
Тип файла: doc log.file.doc (21.5 Кб, 290 просмотров)
diesel-generator вне форума  
 
Непрочитано 28.08.2009, 05:32
#17
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,648


Стержень квадратный - потеря устойчивости в двух плоскостях равноверояна. Тут вопрос из области "по какому правилу отобразить сразу две формы, если можно отобразить только одну, но нужно именно две", возможно, решается по разному для разных типов. Это вопрос отображения результата, однозначного решения не имеет - сам результат верный (0,1%), уточняется в зависимости от степени разбивки для данного эл-та
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 28.08.2009, 07:58
#18
СергейД

расчеты МКЭ и CFD. ктн
 
Регистрация: 11.05.2005
Подмосковье
Сообщений: 2,095


подобное происходит при расчете частот и является особенностью математики, т.н.проблемы кратных собственных значений.
с тзр программы если моменты равны (ей что круг, что квадрат и куда главные оси ей неинтересно= главное, что формы получаются ортогональны)

если значения моментов инерции будут неравны, например отличаться на 0.0001%
то формы колебаний будут ориентированы строго по главным осям.
можешь проверить.
для 188 и 189 при задании сечений, два момента могут чуть (в каком-нибудь 7м знаке) и отличаться, возможно их специально "разводят".

для устойчивости используется по сути примерно тот же алгоритм и эффекты могут быть аналогичны. проверь= задай чуть разные моменты инерции.
СергейД вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 07.09.2009, 15:42
#19
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


Спасибо!!!

Действительно если моменты инерции отличаются на 0.0001%, то формы потери устойчивости ориентированы по главным осям.
diesel-generator вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 10.11.2009, 19:36
#20
diesel-generator

Конструктор
 
Регистрация: 14.08.2009
Москва
Сообщений: 63


Здравствуйте!

Решается следующая задача в программе Ansys: к стержню прикладывается продольная сила со значением P=4000 кН,
с эксцентриситетом e=0.0036575м, относительно оси с наибольшим моментом инерции.

Цель задачи: определить предельное значение сжимающей силы P.

Исходные данные: длина стержня L=0.5775, прямоугольное поперечное сечение 0.2*0.1м.

Физические и механические характеристики: E=2.06e11Па, v=0,3, R=200e6Па, Et=2,06e8.

Расчетная модель: для моделирования стержня применяется расчетный элемент beam189.
Используется упруго-пластический материал (диаграмма Прандтля).

Расчет. Решается физически и геометрически нелинейная задача. Нагрузка на стержень возрастает постепенно.

Вопросы:
1. Почему пластические деформации имеют столь странный вид (картинка.doc)?
2. Как посмотреть зависимость напряжений, деформаций от времени в узлах сечения?
3. В таблице Table 189.2 BEAM 189 Item and Sequence Numbers есть EPTO, EPTH, EPPL, EPCR как их можно посмотреть.
4. Как считать на устойчивость систему с центрально сжатыми стержнями (стержни теряют устойчивость с появлением пластических деформаций)?
Задавать прогибы, создавать расчетную схему со случайными эксцентриситетами, прикладывать сосредоточенные моменты или как то по другому?
Вложения
Тип файла: doc картинка.doc (43.0 Кб, 426 просмотров)
diesel-generator вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > ANSYS > Расчет стальных конструкций на устойчивость. Ansys

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

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Расчет стальных гнутых тонкостенных профилей Steelmaster Расчетные программы 28 19.05.2015 11:40
Расчет сталебетонных конструкций!!! Ze Tro Конструкции зданий и сооружений 30 16.04.2010 10:58
Случайный эксцентриситет p_sh Прочее. Архитектура и строительство 14 22.07.2009 11:32
Ищу "Рекомендации по проектированию стальных конструкций с применением круглых труб" 7RR7 Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 0 11.06.2009 09:39