Правильное толкование карты напряжений в APM FEM

[Aleksij]

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?

[СВ]

 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.

[Aleksij]

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.

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?

[СВ]

 Сетка на галтелях крупновата.

Справочник под редакцией Анурьева, том 1. Раздел Канавки.

[LoserCrane]

"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.

[СВ]

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

Сделал 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.)

[p3452]

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). 

[Владимир_Морковный]

само 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.

[Aleksij]

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.

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?

[p3452]

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.

[Владимир_Морковный]

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...

не 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

[Aleksij]

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.

[p3452]

металл в местах концентраторов напряжений сначала потечет...

Верно - если это металл и он достаточно "текучий"...
Поэтому и важно:

Ничего не сказано о материале, нагрузках и условиях работы...

[Aleksij]

Верно - если это металл и он достаточно "текучий"...
Поэтому и важно:

Добавил инфу - Сталь 45, нагрузка не меняется

[LoserCrane]

Имеем 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".

[p3452]

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".

- Перебор!

[p3452]

[LoserCrane]

- 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. 😊

[p3452]

выше предела текучести

Вот ЭТО - "перебор"!
"Предел текучести" - характеристика для нормальных условий...

[LoserCrane]

Вот 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 😊