Система автоматизированного проектирования и расчета
+7 (495) 180-47-59

42. Моделирование трения в ПК ЛИРА 10.6

Страницы:1
42. Моделирование трения в ПК ЛИРА 10.6, В заметке рассматриваются конечные элементы трения.
 

В современной практике расчётов и проектирования большинство расчётных задач решаются обычными линейными подходами и не требуют особых навыков использования расчётных программных комплексов. Но, иногда, встречаются задачи, которые вызывают вопросы и по их моделированию, и по теоретической части. К таким задачам можно отнести задачи моделирования податливой связи, законтурного основания, моделирование предварительного натяжения, различные односторонние задачи. Одной из таких задач является задача моделирования трения.

В качестве примера рассмотрим расчёт трубопровода, лежащего на жб опорах (рис. 1).


Рис. 1. Расчётная модель трубопровода


Одним из необходимых расчётов для таких конструкций является расчёт на температурные воздействия.

Дабы убедится в необходимости моделирования трения бетона о металл, проведем расчёт, одной схемы с различными видами закрепления: сверху – вниз: жесткое по X, Y, Z, жесткое по Z, одноузловые КЭ трения (рис. 2). При этом, крайние узлы трубопровода имеют жесткое защемление по условию задачи.


Рис. 2. Варианты реализации опирания трубопровода


Сравним теперь результаты расчётов с одинаковыми параметрами конструирования (рис. 3).


Рис. 3. Процент использования сечения


Как видно, в первом случае процент использования сильно завышен, во втором наблюдается искажение реальной картины в сторону снижения процента использования. Таким образом, моделирование опор элементами трения дает наиболее правдоподобную картину.

Теперь разберем, непосредственно, тонкости моделирования трения.

Элементы трения являются физически нелинейными, соответственно доступны только в нелинейных задачах. Трение моделируется одноузловым (263) или стерневым (264) конечным элементом. Данные элементы моделируют только одностороннее трение. Отличаются лишь тем, что в одноузловых элементах необходимо задавать направление работы, а в двухузловых направление определяется ориентацией элемента в пространстве.

В качестве примера разберем моделирование трения одноузловыми элементами.

1. Добавляем одноузловые КЭ трения. Схема – Добавить конечные элементы – Одноузловые элементы (рис. 4).


Рис. 4. Добавление КЭ трения


2. В редакторе сечений выбираем Специальные сечения – Одноузловой КЭ трения.

3. Назначаем параметры сечений


Рис. 5. Параметры сечения одноузлового КЭ трения


Погонную жесткость связи на растяжение-сжатие R определяется по формуле:

R = S*E, где S - площадь опирания, Е - модуль упругости материала, опоры (это может быть бетон либо резиновая прокладка). При этом нужно следить, чтобы полученная величина была не больше чем на 2-3 порядка, чем жесткость стыкуемых элементов.

Если площади опирания как таковой нет или трудно вычислить, то можно взять величину на 2-3 порядка больше, чем максимальная жесткость стыкуемых элементов.

Q – погонная жесткость связи, работающей на трение. Принимается Q = R*ɣ.

ɣ - коэффициент трения покоя, принимается по справочным данным.

b – зазор, принимается, если между опорой и элементом присутствует пустое пространство.

4.Присвоить созданное сечение Одностороннего КЭ трения одноузловому элементу.


После этого можно запускать задачу на расчёт и получать корректные результаты.
Страницы:1


Международный конкурс студенческих работ «Steel2Real-21»
29 октября 2020 года в 15:00 (мск) в онлайн-формате состоится старт VI международного конкурса студенческих работ «Steel2Real-21»
28 октября 2020
ПК ЛИРА 10 от 112 000 руб. для малого бизнеса и ИП
Для поддержки предприятий малого бизнеса и индивидуальных предпринимателей «Лира софт» устанавливает сниженные тарифы на приобретение расчетного комплекса ЛИРА 10
20 октября 2020
ЛИРА софт приглашает на форум «ИНТЕРОНСТРОЙ»
20 октября 2020 в рамках Форум 100+ состоится Международный форум конструкторов строителей и инженеров расчётчиков 100+ «ИНТЕРКОНСРОЙ».
09 октября 2020
Опыт использования ЛИРА 10 на примере ООО «УралТЭП»
На вебинаре 22 сентября специалисты «УралТЭП» поделятся опытом применения ЛИРА 10 на примере двух объектов энергетики
16 сентября 2020
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
Опыт использования ЛИРА 10 на примере ООО «УралТЭП»
На вебинаре 22 сентября специалисты «УралТЭП» поделятся опытом применения ЛИРА 10 на примере двух объектов энергетики
16 сентября 2020
Вебинар для преподавателей ВУЗов. Применение ЛИРА 10 в учебном процессе.
Приглашаем научно-педагогических работников на бесплатный вебинар по эффективному использованию ЛИРА 10 в ВУЗах
09 сентября 2020
Расчет здания на упругом основании. Решение практических задач.
На вебинаре вы увидите живую демонстрацию работы модуля Грунт и модуля Физическая нелинейность, в том числе и на примере схемы реального здания.
14 августа 2020
Все записи вебинаров