Форум пользователей ПО АСКОН

Профессиональные вопросы => Инженерные расчёты => Тема начата: Aleksij от 13.01.23, 18:09:05

Название: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Aleksij от 13.01.23, 18:09:05
Сделал расчет. Теперь нужно принять решение на основе карты результатов "напряжения". Сколько вебинаров не смотрел - нигде практически не уделяется внимание именно толкованию полученных результатов.
Вот мой случай (в разрезе) - есть локальные концентраторы напряжений выше предела прочности. Само состояние в готовом узле будет статично, т.е. нагрузки не будут переменными. Как толковать результат?
Есть сомнения, не будет ли "эффекта молнии" - когда этот концентратор будет в реальности двигаться и как ножницы резать тело?
Толкование.png
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: СВ от 13.01.23, 21:40:30
 Для начала я бы попробовал сделать разбивку помельче. "Концентрация напряжений" немного уменьшится, т.к. приблизится к реальной.
Если комп будет медленно работать - урезать в деталях лишнее.
- - -
Из любопытства я бы взял типовые "Анурьевские" канавки и посмотрел картину с ними. Если будут приблизительно такие же и меньше соотношения напряжений, то всё нормально, т.к. "стандартные" канавки обеспечивают прочность. Если помните, расчёты ведутся не по канавкам, а по "основному" телу: оно проходит - всё проходит, разумеется, при рекомендованных галтелях.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Aleksij от 13.01.23, 22:01:36
Цитата: СВ от 13.01.23, 21:40:30Для начала я бы попробовал сделать разбивку помельче. "Концентрация напряжений" немного уменьшится, т.к. приблизится к реальной.
Если комп будет медленно работать - урезать в деталях лишнее.
- - -
Из любопытства я бы взял типовые "Анурьевские" канавки и посмотрел картину с ними. Если будут приблизительно такие же и меньше соотношения напряжений, то всё нормально, т.к. "стандартные" канавки обеспечивают прочность. Если помните, расчёты ведутся не по канавкам, а по "основному" телу: оно проходит - всё проходит, разумеется, при рекомендованных галтелях.

А что такое "типовые "Анурьевские" канавки"? я просто первый раз про  них слышу.

Вот сетка как я разбивал - i5 12400f 32GB, секунд за 15 разбил, секунд за 30 расчет. Но вроде и так мелкая сетка. Еще мельче надо?
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: СВ от 13.01.23, 22:38:54
 Сетка на галтелях крупновата.

Справочник под редакцией Анурьева, том 1. Раздел Канавки.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 14.01.23, 07:23:06
"Для начала я бы попробовал сделать разбивку помельче. "Концентрация напряжений" немного уменьшится, т.к. приблизится к реальной."

Вы в курсе что такое "сингулярность"? Это когда при мельчении сетки напряжения в её узлах растут экспоненциально.
МКЭ считает весьма своеобразно.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: СВ от 14.01.23, 09:51:26
Признаюсь - ляпнул просто так, вспомнил знакомые слова и ... "решил деньжат срубить по-лёгкому".
Очень рад, что ТЕПЕРЬ помощь Алексию будет высоко квалифицированной.
- - - - -
Кстати, раз уж тема про концентраторы/галтели появилась, есть резон провести исследование - потому как ВСЕГДА при освоении APM FEM
Цитата: Aleksij от 13.01.23, 18:09:05Сделал расчет. Теперь нужно принять решение на основе карты результатов "напряжения". Сколько вебинаров не смотрел - нигде практически не уделяется внимание именно толкованию полученных результатов.
Сейчас можно провести исследование "Влияние относительных размеров "треугольников" на точность расчёта". В качестве "судьи" взять какой-нибудь распространённый, проверенный по точности расчётов КАД. Но это будет малая часть исследования, само же БОЛЬШОЕ исследование будет, разумеется, в том как трактовать расчёт, если "локальные концентраторы напряжений выше предела прочности".
 (Разумеется, можно пойти и другим путём - дать готовый ответ (ссылку) на этот вопрос.)
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 14.01.23, 12:52:35
Любой расчет, основанный на МКЭ, в первом приближении, можно проверить итерационным методом сгущения сетки - задаем точность (чаще всего 1%-5%) и шаг за шагом приближаемся к ней...

P/S: Результаты расчетов в APМ FEМ Компас-а доверия не вызывают (ИМХО). 
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Владимир_Морковный от 15.01.23, 14:47:48
Цитата: СВ от 14.01.23, 09:51:26само же БОЛЬШОЕ исследование будет, разумеется, в том как трактовать расчёт, если "локальные концентраторы напряжений выше предела прочности".
В моей практике такое происходит чаще всего когда я упрощенно подхожу к задаче расстановки усилий и закреплений (например использую нормальную силу и обычное закрепление). В таком случае усилия распределяются равномерно по всей плоскости приложения, и, что главное, резко сходят на нет у границы плоскости, что, конечно никогда не может являться реалистичным. В таком случае приходится при расчете на прочность конкретной детали добавлять ответную деталь, передающую нагрузку на рассчитываемую, чтобы при передаче усилий учитывалась жесткость в том числе и второй детали.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Aleksij от 17.01.23, 12:44:06
Цитата: Владимир_Морковный от 15.01.23, 14:47:48В моей практике такое происходит чаще всего когда я упрощенно подхожу к задаче расстановки усилий и закреплений (например использую нормальную силу и обычное закрепление). В таком случае усилия распределяются равномерно по всей плоскости приложения, и, что главное, резко сходят на нет у границы плоскости, что, конечно никогда не может являться реалистичным. В таком случае приходится при расчете на прочность конкретной детали добавлять ответную деталь, передающую нагрузку на рассчитываемую, чтобы при передаче усилий учитывалась жесткость в том числе и второй детали.
Вот увеличенный фрагмент напряжений. Имеем концентраторы выше предела прочности в объеме менее миллиметра (допустим что это так). А потом резкое снижение напряжения. Так вот не получиться ли так, что в этих местах появятся трещины, которые пойдут дальше?
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 17.01.23, 13:13:31
Ничего не сказано о материале, нагрузках и условиях работы...

Если фразу "Само состояние в готовом узле будет статично" трактовать как "статические нагрузки", то никаких "концентраторов" там быть не может.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Владимир_Морковный от 17.01.23, 14:35:25
еще раз повторюсь: часто концентраторы исчезают если обычные нормальные силы и закрепления (постоянные по значению по всей поверхности приложения) заменить распределенными силами с, например, нормальным распределением (распределение Гаусса).
Другой выход - добавить промежуточную деталь, передающую усилие на рассчитываемую, и все силы и закрепления применять к промежуточным деталям с целью учета жесткости деталей при передачи усилия на рассчитываемую деталь.
из картинок выше не понятны места приложения сил и закреплений и их тип...
Цитата: Aleksij от 17.01.23, 12:44:06не получится ли так, что в этих местах появятся трещины, которые пойдут дальше?
Даже если после замены упрощенных усилий и закреплений на распределенные, расчет показывает превышение предела прочности, металл в местах концентраторов напряжений сначала потечет и примет несколько другую форму: по контактным кромкам будет подминаться, в местах закруглений - немного растягиваться из-за изгиба
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Aleksij от 17.01.23, 17:00:45
Тут как рас таки тот случай, что "Другой выход - добавить промежуточную деталь, передающую усилие на рассчитываемую, и все силы и закрепления применять к промежуточным деталям с целью учета жесткости деталей при передачи усилия на рассчитываемую деталь."
Сталь обычная 45. Нагрузка статичная не меняющаяся.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 17.01.23, 17:04:11
Цитата: Владимир_Морковный от 17.01.23, 14:35:25металл в местах концентраторов напряжений сначала потечет...
Верно - если это металл и он достаточно "текучий"...
Поэтому и важно:
Цитата: p3452 от 17.01.23, 13:13:31Ничего не сказано о материале, нагрузках и условиях работы...
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Aleksij от 17.01.23, 17:05:24
Цитата: p3452 от 17.01.23, 17:04:11Верно - если это металл и он достаточно "текучий"...
Поэтому и важно:
Добавил инфу - Сталь 45, нагрузка не меняется
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 18.01.23, 05:00:58
ЦитироватьИмеем концентраторы выше предела прочности в объеме менее миллиметра (допустим что это так). А потом резкое снижение напряжения.
Вы пробовали мельчить сетку? Посмотрите, что происходит с напряжениями в этих местах. Я не зря упомянул "сингулярность". Согласно теории напряжения в углах вообще бесконечные. 😁

"заменить распределенными силами"
Принцип Сен-Венана уже не действует? Обычно он спасает 😊. Судя по картинке обьекта, он и вас должен спасти, силы нагружающие далеко от вашей "горячей точки".

А насчёт напряжений мне один умный человек сказал: "Сварите обычную коробчатую балку, так в ней будут напряжения за порогом предела текучести. Она от этого не скукоживается в бараний рог".
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 18.01.23, 05:46:37
Цитата: LoserCrane от 18.01.23, 05:00:58А насчёт напряжений мне один умный человек сказал: "Сварите обычную коробчатую балку, так в ней будут напряжения за порогом предела текучести. Она от этого не скукоживается в бараний рог".
- Перебор!
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 18.01.23, 05:53:50
изображение_2023-01-18_075115695.png
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 18.01.23, 06:27:24
Цитата: p3452 от 18.01.23, 05:46:37- Перебор!
Почему? 😊 При сварке металл плавится, охлаждается, возникают внутренние напряжения выше предела текучести, от этого балку выгибает зюобразно, она деформируется. В строительных балках закладывают в раскрой строительный подьем с учётом того, что он сползает после сварки.
Металл пластичен. Если где-то вылезет за текучесть, то произойдёт перераспределение напряжений. Усталость, конечно, никто не отменял.

Вы ткнули в приложение силы на своём фото. Вот это как раз и есть принцип Сен-Венана, нагрузка далеко от горячей точки, значит, влияние местного приложения силы быстро затухнет. 😊
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 18.01.23, 06:38:01
Цитата: LoserCrane от 18.01.23, 06:27:24выше предела текучести
Вот ЭТО - "перебор"!
"Предел текучести" - характеристика для нормальных условий...
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 18.01.23, 06:42:55
Цитата: p3452 от 18.01.23, 06:38:01Вот ЭТО - "перебор"!
"Предел текучести" - характеристика для нормальных условий...
Для строительных сварных конструкций это нормальные условия 😊 их только методом сварки и производят. И усталость у них бывает маманегорюй.

В данном случае ИМХО ТС столкнулся с сингулярностью в геометрии. Пусть попробует скруглить 😊
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 18.01.23, 06:50:03
Цитата: LoserCrane от 18.01.23, 06:42:55Для строительных сварных конструкций это нормальные условия 😊 их только методом сварки и производят. И усталость у них бывает маманегорюй.
- Еще больший "перебор"!

О "кондукторах" и "снятии остаточных напряжений" слышали?
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 18.01.23, 07:12:01
Цитата: p3452 от 18.01.23, 06:50:03- Еще больший "перебор"!

О "кондукторах" и "снятии остаточных напряжений" слышали?
1. Найдите печку метров на 30-40, будет интересно посмотреть.
2. Кондукторы для таких конструкций... Чото новенькое, не слышал. И кондукторы не убирают внутренние напряжения... Да и сваришь в кондукторе что-то, вытащишь и сыграет назад.
Строители мосты и мк так делают десятки лет, просто варить надо грамотно😁
Впрочем, тут речь не о сварке, а о сингулярности. А сингулярность это как сферический конь 😁
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Олеся_Орен от 18.01.23, 08:07:53
Цитата: LoserCrane от 18.01.23, 07:12:01И кондукторы не убирают внутренние напряжения... Да и сваришь в кондукторе что-то, вытащишь и сыграет назад.
Убирает отпуск детали, закрепленной в этом кондукторе. Поэтому, когда снимешь деталь с кондуктора, то уже никуда и ничего не поведет.
Цитата: LoserCrane от 18.01.23, 07:12:01Найдите печку метров на 30-40, будет интересно посмотреть.
Иногда, напряжения снимают местным нагревом в области сварного шва. Для этого не нужны огромные печки.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: СВ от 18.01.23, 08:25:32
Цитата: LoserCrane от 18.01.23, 06:27:24...
Металл пластичен. Если где-то вылезет за текучесть, то произойдёт перераспределение напряжений. Усталость, конечно, никто не отменял.
Кстати, если бы металлоконструкции постоянно проверяли таким методом, то наверняка нашлись бы РАБОТАЮЩИЕ изделия с такими локальными превышениями напряжений. А может кто и выложит на обозрение?
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 18.01.23, 09:11:43
Цитата: Олеся_Орен от 18.01.23, 08:07:53
ЦитироватьИ кондукторы не убирают внутренние напряжения... Да и сваришь в кондукторе что-то, вытащишь и сыграет назад.
Убирает отпуск детали, закрепленной в этом кондукторе. Поэтому, когда снимешь деталь с кондуктора, то уже никуда и ничего не поведет.
ЦитироватьНайдите печку метров на 30-40, будет интересно посмотреть.
Иногда, напряжения снимают местным нагревом в области сварного шва. Для этого не нужны огромные печки.
[/b]

Точно!
И еще много других способов...
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 18.01.23, 18:03:25
Цитата: Олеся_Орен от 18.01.23, 08:07:53напряжения снимают местным нагревом в области сварного шва.
Самый верный способ окончательно убить геометрию балки или колонны. Никто так не поступает.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 18.01.23, 18:35:51
Цитата: LoserCrane от 18.01.23, 18:03:25
Цитироватьнапряжения снимают местным нагревом в области сварного шва.
Самый верный способ окончательно убить геометрию балки или колонны. Никто так не поступает.
Почаще заглядывайте в цех или читайте литературу по сварочному производству...
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Владимир_Морковный от 18.01.23, 20:38:01
Совет автору - по возможности рассчитать то же самое в другой расчетной программе и сравнить результаты
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 19.01.23, 07:29:04
Цитата: Владимир_Морковный от 18.01.23, 20:38:01Совет автору - по возможности рассчитать то же самое в другой расчетной программе и сравнить результаты
Всё МКЭ работают считают примерно одинаково. Картина геометрической сингулярности будет подобной.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 19.01.23, 09:55:54
Цитата: Владимир_Морковный от 18.01.23, 20:38:01Совет автору - по возможности рассчитать то же самое в другой расчетной программе и сравнить результаты
Точно!
Такой подход считается обязательным, по строительным нормам.

Но! Для начала ТС надо бы разобраться с расчетной схемой - нагрузка приложена не верно и озаботится прочностью галтели штока (?), т.к. по соотношению рабочих сечений она страдать будет первой...
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Владимир_Морковный от 19.01.23, 16:26:36
Цитата: LoserCrane от 19.01.23, 07:29:04Всё МКЭ работают считают примерно одинаково. Картина геометрической сингулярности будет подобной.
я подпишусь под этой фразой, только мне кажется вы пропустили в ней одно слово:
Всё МКЭ должны считать примерно одинаково.
У меня не большой опыт в APM FEM, но, вот например, в Cosmos works можно включить режим "большие перемещения", и, ограничив это перемещение, посмотреть что будет с концентраторами напряжений после их деформации: например можно понять, потечет только концентратор, или вслед за ним все сечение...
в APM FEM (по крайней мере в стандартной комплектации из компаса) я такого не видел, возможно нужно покупать полную версию...
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: СВ от 19.01.23, 16:39:51
 Кстати, есть общеизвестная теория неравномерного нагружения витков резьбы. А что если проверить её в APM FEM и WinMachine? И заодно в чём-то типа Cosmos works: при небольшом перемещении витки по теории должны нагрузиться чуть равномернее.
И проточки для выхода резьбы проверить...
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: Aleksij от 19.01.23, 20:38:49
Цитата: p3452 от 19.01.23, 09:55:54Точно!
Такой подход считается обязательным, по строительным нормам.

Но! Для начала ТС надо бы разобраться с расчетной схемой - нагрузка приложена не верно и озаботится прочностью галтели штока (?), т.к. по соотношению рабочих сечений она страдать будет первой...
На чем основан ваш вывод, что нагрузка приложена неверно? Там конструкция очень простая - ошибиться невозможно, как по мне
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: LoserCrane от 19.01.23, 21:16:05
Цитата: Aleksij от 19.01.23, 20:38:49На чем основан ваш вывод, что нагрузка приложена неверно?
Почитайте про принцип Сен-Венана, я уже несколько раз про это писал. Вывод сделаете сами, правильно или нет в конкретном случае.
Название: Re: Правильное толкование карты напряжений в APM FEM
Отправлено: p3452 от 20.01.23, 11:23:29
Aleksij, прислушайтесь к совету LoserCrane...
(Уже да-а-вно забыл чье имя носит принцип перераспределения напряжений)
И еще раз к посту №29, помимо неправильного приложения нагрузки:
Ободок.png
в первую очередь озаботился бы обведенным на рисунке сечением, если нагрузка на "шток" (стержень) передается через этот "ободок".