Как назначить шаг триангуляции объемным КЭ

Страницы:1
Как назначить шаг триангуляции объемным КЭ, Как назначить шаг триангуляции объемным КЭ
 
Три обрезка швеллера, приваренные торцами, замоделированы объемными КЭ (рис. 1). К верхней полке каждого швеллера приложена одинаковая нагрузка. Сторона КЭ-куба в каждом следующем швеллере в два раза меньше, чем в предыдущем. В итоге имеем разное значение экстремумов эквивалентных напряжений (рис. 2).
Если разбивать и далее (пока хватит мощности), результаты по напряжениям будут расти (предполагаю, что до бесконечности).
ВОПРОС: Если я хочу рассчитать конструкцию (узел), составив ее из объемных КЭ, то как адекватно триангулировать такие схемы и анализировать результаты по ним?



 

Напряжения будут расти до бесконечности при сгущении сетки – это правда. При наличии мест концентрации в упругой задаче это будет происходить всегда на объемниках и на пластинах, если концентрация обусловлена неоднородностями в плоскости пластины. Часто экспертиза требует доказать сходимость сетки, уменьшая ее в 2 раза, и требуя получить примерно тот же результат. Стоит отметить, что этот подход - не панацея, и в большинстве случаев в локальных местах все равно напряжения будут расти бесконечно – такое требование будет не корректным. Вопрос размера сетки – это скорее философский вопрос, и в каждого инженера философия может быть своей. Конкретных принятых правил не существует.

Нужно прежде всего примерно понимать факторы, которые стоит учитывать, а которые не стоит в той или иной ситуации. Первое, на что стоит обратить внимание – это то, что идеально упругих тел в реальном мире, наверное, не существует. С некоторого момента все равно в материале возникает пластическая деформация и затем – разрушение. Эти небольшие пластические деформации в местах концентрации позволяют забрать нагрузку на себя соседним слоям. То есть, по сравнению с идеально упругим расчетом, в реальности в одних местах напряжения сильно уменьшаться, в других – немного увеличатся. Размер оптимальной сетки может зависеть от того, какой материал: упругий или пластичный, какой масштабный фактор, какой параметр расчета нужно получить точнее, а какой можно проигнорировать.

Для строительных конструкций, как правило, допускается превышения предела упругости в точке, но есть требование, чтобы сечение выдержало нагрузку в целом. Для этих целей достаточно использовать достаточно грубую сетку, для которой требуется лишь соответствовать геометрии конструкции и иметь возможность адекватно получить усредненное усилие в сечении. Если считать циклическую прочность металла по кривым Веллера, то здесь уже сетку следует делать очень подробной, сгущать вплоть до размера в 2 мм в местах концентрации (средней глубины зародыша макротрещины).

Касательно расчета стальных строительных конструкций: для обычных пролетов лучше использовать стержни – они уже показывают усредненные усилия по сечению. Объемниками есть смысл делать конструкцию, если есть заметные неоднородности (места приварки консоли, отверстия, узлы соединений), или необходимо делать оценку много цикловой усталости, или необходимо решить задачу местной потери устойчивости, или более точно решить задачу с наличием кручения. Если нужно посчитать сварной шов приварки консольной балки, то есть смысл сделать сетку с размером катета сварного шва – не больше (3-6 мм). Все равно, при небольших пластических деформациях усилия перераспределяться и усредняться по плоскости шва. По направлению габарита сечения можно делать 9-20 элементов. Если сварка не угловая, а стыковая, то для условно тонкостенных конструкций из металлопроката достаточно делать размер сетки 1-5 элементов по толщине. Для толстостенных – размер сетки в 5-20 элементов по толщине. В целом ориентируйтесь на то, чтобы в сечении металлопроката было 80-450 узлов, делать больше особого смысла нету. Если считаете местную потерю устойчивости балки, то можно делать 1-3 элемента по толщине и 10-20 элементов по габариту (по габариту здесь нужно достаточное количество узлов, чтобы с них можно было сделать синусоиду).

Если считать задачу теплопроводности, то по толщине конструкции должно быть хотя-бы 5 элементов, не меньше, чтобы можно было получить криволинейное распределение температуры и напряжений от нее.

 
Цитата
Вараксин Петр Андреевич написал:
Напряжения будут расти до бесконечности при сгущении сетки – это правда. При наличии мест концентрации в упругой задаче это будет происходить всегда на объемниках и на пластинах, если концентрация обусловлена неоднородностями в плоскости пластины. Часто экспертиза требует доказать сходимость сетки, уменьшая ее в 2 раза, и требуя получить примерно тот же результат. Стоит отметить, что этот подход - не панацея, и в большинстве случаев в локальных местах все равно напряжения будут расти бесконечно – такое требование будет не корректным. Вопрос размера сетки – это скорее философский вопрос, и в каждого инженера философия может быть своей. Конкретных принятых правил не существует. Нужно прежде всего примерно понимать факторы, которые стоит учитывать, а которые не стоит в той или иной ситуации. Первое, на что стоит обратить внимание – это то, что идеально упругих тел в реальном мире, наверное, не существует. С некоторого момента все равно в материале возникает пластическая деформация и затем – разрушение. Эти небольшие пластические деформации в местах концентрации позволяют забрать нагрузку на себя соседним слоям. То есть, по сравнению с идеально упругим расчетом, в реальности в одних местах напряжения сильно уменьшаться, в других – немного увеличатся. Размер оптимальной сетки может зависеть от того, какой материал: упругий или пластичный, какой масштабный фактор, какой параметр расчета нужно получить точнее, а какой можно проигнорировать. Для строительных конструкций, как правило, допускается превышения предела упругости в точке, но есть требование, чтобы сечение выдержало нагрузку в целом. Для этих целей достаточно использовать достаточно грубую сетку, для которой требуется лишь соответствовать геометрии конструкции и иметь возможность адекватно получить усредненное усилие в сечении. Если считать циклическую прочность металла по кривым Веллера, то здесь уже сетку следует делать очень подробной, сгущать вплоть до размера в 2 мм в местах концентрации (средней глубины зародыша макротрещины). Касательно расчета стальных строительных конструкций: для обычных пролетов лучше использовать стержни – они уже показывают усредненные усилия по сечению. Объемниками есть смысл делать конструкцию, если есть заметные неоднородности (места приварки консоли, отверстия, узлы соединений), или необходимо делать оценку много цикловой усталости, или необходимо решить задачу местной потери устойчивости, или более точно решить задачу с наличием кручения. Если нужно посчитать сварной шов приварки консольной балки, то есть смысл сделать сетку с размером катета сварного шва – не больше (3-6 мм). Все равно, при небольших пластических деформациях усилия перераспределяться и усредняться по плоскости шва. По направлению габарита сечения можно делать 9-20 элементов. Если сварка не угловая, а стыковая, то для условно тонкостенных конструкций из металлопроката достаточно делать размер сетки 1-5 элементов по толщине. Для толстостенных – размер сетки в 5-20 элементов по толщине. В целом ориентируйтесь на то, чтобы в сечении металлопроката было 80-450 узлов, делать больше особого смысла нету. Если считаете местную потерю устойчивости балки, то можно делать 1-3 элемента по толщине и 10-20 элементов по габариту (по габариту здесь нужно достаточное количество узлов, чтобы с них можно было сделать синусоиду). Если считать задачу теплопроводности, то по толщине конструкции должно быть хотя-бы 5 элементов, не меньше, чтобы можно было получить криволинейное распределение температуры и напряжений от нее.
Спасибо. Звучит логично, но все равно такое решение вопроса вносит некую несуразицу, "раздрай".
Еще хотел спросить.
Если назначить физ.нелинейный материал этим элементам, почему нельзя посмотреть главные и эквивалентные напряжения? (в ЛИРЕ кнопки становятся недоступными)
Изменено: - 02.11.2020 20:30:02
 
По нелинейным стержням в версиях 10.8, 10.10 нет возможности прямого просмотра напряжений. Вопрос в разработке, в будущей версии такая возможность будет. По пластинам главные напряжения S1 и S3 можно посмотреть в режиме разрушений, в будущей версии информация по пластинам будет дополнена. По объемных элементах, на данный момент, главные и эквивалентные напряжения в версиях 10.8 и 10.10, к сожалению, еще не описаны. В будущей версии, как минимум, появится инструмент, который позволит смотреть мозаики главных и эквивалентный напряжения для объемных элементов.  
Страницы:1

Базовый курс ЛИРА 10 во Владивостоке 17-21 октября
Приглашаем на первый курс ЛИРА 10 на Дальнем Востоке
05 сентября 2022
Запись докладов по сейсмостойкому строительству
Делимся материалами с III Международной научнопрактической конференции по сейсмостойкому строительству в г. Бишкек
10 августа 2022
Список Eurocodes, реализованных в ЛИРА 10
В версии 10.12 мы существенно расширили функционал по Eurocodes. Предлагаем ознакомиться с описанием выполняемых конструктивных расчетов, а также скачать полный перечень реализованных положений
02 августа 2022
Базовый курс ЛИРА 10: скидки, расписание и очный формат
В связи с большим количеством желающих, мы будем проводить базовый курс каждый месяц. Теперь мест хватит всем!
16 июня 2022
Все новости
Реализация модели контактного слоя при расчете адгезионного соединения с использованием метода конечных элементов
В большинстве опытов по испытанию адгезионных соединений измеряется средняя адгезионная прочность. Данная величина вычисляется как отношение разрушающей нагрузки к площади склейки. Подобный подход подразумевает равномерное распределение касательных напряжений. Исследователи давно обнаружили, что средняя адгезионная прочность соединения является сильной функцией геометрических [1] и физико-механических параметров модели и, следовательно, делает малоинформативными и несопоставимыми экспериментальные данные, выполненные на отличающихся образцах. Малочисленные результаты по измерению касательных напряжений по площади склейки с использованием преимущественно поляризационно-оптических методов [2] показывают, что распределение напряжений является нелинейной функцией. При этом наблюдается концентрация напряжений у торцов модели. В связи с этими фактами возникает необходимость детального изучения напряженно-деформированного состояния адгезионных соединений.
06 июня 2019
Оценка точности нелинейного статического метода анализа сейсмостойкости сооружений
В статье рассмотрено практическое применение методики нелинейного статического анализа сейсмостойкости зданий и сооружений. Произведен расчет одноэтажной стальной рамы нелинейным статическим и нелинейным динамическим методами. В результате анализа полученных результатов расчета показана значимость высших форм колебаний и необходимость анализа их влияния на реакцию системы.
06 февраля 2018
Напряженно-деформированное состояние коррозионно - поврежденных железобетонных элементов при динамическом нагружении
С помощью современного программно-вычислительного комплекса  ЛИРА 10.6 выполнена сравнительная оценка напряженно–деформированного состояния  не поврежденного и коррозионно-поврежденного железобетонного элемента при динамическом и статическом нагружении. Проанализировано   влияния ослабленного коррозией бетонного участка сжатой зоны на перераспределение напряжений в сечении.
25 января 2018
Применение технологий BIM при расчете зданий в условиях сложной геотехнической обстановки в связке программ Revit, ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D
В статье рассматривается методика совместной работы ПК ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D посредством API модуля. С позиции инженера-расчетчика рассматриваются возможности передачи моделей между различными программами с применением технологий информационного моделирования.
21 июня 2017
Все публикации
Нововведения связки Autodesk Revit – ЛИРА 10.12
В версии 10.12 связка стала еще удобнее для работы проектировщиков
20 мая 2022
Расчет стальных конструкций на сейсмические воздействия
Рассмотрим особенности расчета и теоретические аспекты, объясняющие те или иные пункты в нормах проектирования.
20 мая 2022
Расчёт деревянных конструкций в ЛИРА 10
Автоматический расчёт и точные результаты
26 ноября 2021
Использование новых функций ЛИРА 10.12 в инженерной практике. Часть 2
Вторая часть вебинара является продолжением обзора новых функций ЛИРА 10.12.
Темы вебинара будут интересны тем, кто сталкивается с особенными расчетами в практике, а также хочет узнать о дополнительных возможностях расчетного комплекса
05 октября 2021
Все записи вебинаров