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

42. Моделирование трения в ПК ЛИРА 10.6

42. Моделирование трения в ПК ЛИРА 10.6
Автор: Канев Данил

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).

Расчётная модель трубопровода в пк лира

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.

Варианты реализации опирания трубопровода в пк лира

Рис. 2. Варианты реализации опирания трубопровода

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

Процент использования сечения

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).

Процент использования сечения

Рис. 4. Добавление КЭ трения

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

3. Назначаем параметры сечений

Параметры сечения одноузлового КЭ трения

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.

Следите за нашими новостями в социальных сетях:

Возврат к списку


auth
Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь

Презентация новой версии ЛИРА 10.12
Узнайте первыми о более 100 нововведениях и выиграйте фирменные подарки. Онлайн презентация состоится 19 мая в 14:00
07 апреля 2021
Новый функционал в ЛИРА 10 «Деревянные конструкции»
В ЛИРА 10.12 будет доступна возможность расчета деревянных конструкций по нормативам СССР, Российской Федерации и Евросоюза, включающая: базу данных деревянных материалов, 4 типа сечений поперечных стержневых элементов.
29 марта 2021
Успей обновиться до новой версии ЛИРА 10.12 за полцены!
12 апреля выходит новая версия расчетного комплекса ЛИРА 10.12.
10 марта 2021
Участвуйте в лекции от ЛИРА софт и УрГАХУ 24 февраля
Обсудим особенности применения BIM для выполнения поверочных расчетов
20 февраля 2021
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
ЛИРА 10. Экспорт из AutoCAD
Как сократить время на передачу модели?
21 декабря 2020 10:59:00
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 записи вебинаров