Практической целью П.2.Кр.3м является:

    выделение в пластине очертаний подобластей с пониженными значениями напряжений (в которых будет целесообразно или  уменьшить значение толщины или использовать менее прочный материал), подобластей с повышенным уровнем напряжений (в которых придется или увеличить значения толщины или использовать более прочный материал) подобластей со средним уровнем значений напряжений  (в которых толщину и материал можно будет оставить без изменения).

Но прежде чем переходить к выполнению П.2.Кр.3м следует установить, какие значения напряжений можно считать пониженными, какими – средними и какие – повышенными. 

Теория.

Понятие пониженных и повышенных значений напряжений.

Не надо забывать, что значения напряжений получаются с помощью упрощенного физического представления объекта и с помощью специфического численного алгоритма решения задачи, т. е. они приближенные.

Основой оценки достоверности результатов, полученных с помощью конечно-элементной модели, служат, как правило, результаты расчетов одних и тех же задач в разных САЕ - системах.

Уже давно замечено, что совпадение результатов  расчетов в разных САЕ-системах  (Nastran, AnSys и т. д.) получается тем лучше, чем больше значения сравниваемых напряжений. 

Это вполне устраивает расчетчиков, ибо конструкция разрушается, конечно, при больших значениях напряжений, а раз эти большие значения получаются более или менее одинаковыми в разных системах, то этого достаточно, чтобы принять окончательное решение о том, разрушится ли конструкция или нет.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Но проектировщикам этого недостаточно. Им надо знать не только места конструкции с максимальными значениями напряжений, но и части конструкции, где напряжения небольшие и где проектировщики могут облегчить конструкцию, уменьшив толщину, площадь поперечного сечения и т. п. Поэтому актуальность задачи определения областей или частей конструкции с низким уровнем значений напряжений так же несомненна, как и определение областей или частей конструкции, в которых возникают максимальные значения напряжений.

Следует признать, что корректность сравнения результатов решения одних и тех же задач в разных программах можно  подвергнуть сомнению. Хотя бы потому, что исследователи в каждой системе по-своему разбивают объект конечно-элементной сеткой и по-разному реализуют  внешние воздействия и граничные условия. Поэтому  не всегда возможно в разных системах создать абсолютно идентичные входные данные для расчета.

Программная система Sigma  уникальна тем, что позволяет полностью экспортировать входные данные через Femap в Nastran  и AnSys и тем самым исключить сомнения в том, что разница в результатах расчетов обусловлена разницей во входных данных. Поэтому оценка результатов расчета во всех упомянутых системах при идентичности входных данных вызывает наибольшее доверие.

В рамках 2-ой части курсовой работы 6-го семестра по дисциплине «CAD/CAE –системы» студенты проводят анализ совпадения результатов, полученных в САЕ-системах Sigma и Nastran. Их исследования подтвердили, что чем больше значения напряжений, тем выше степень совпадения результатов и чем ближе значения напряжений к нулевым, тем расхождение в результатах больше.  Это дает возможность понять, каким значениям напряжений можно доверять, а каким нет. Но это также дает возможность определить, какие диапазоны значений напряжений можно считать пониженными, а какие  повышенными. Понятно, что между теми и другими будет располагаться зона средних значений напряжений.

Ниже приведена таблица с результатами исследований, проведенными студентами.

Результаты исследований студентов

группа 06-421

Нельзя

доверять

значениям

Отклонения в значениях напряжений, подсчитанных в Sigma и Nastran

Больше 30%

10-20%

Меньше 10%

1. 

<2600

2600-16500

16500-27500

От 27500 и выше

2. 

0

0-4500

4500-7500

От 7500 и выше

3.

<650

650-2700

2700-7700

От 7700 и выше

4.

<500

500-8200

8200-13000

От 13000 и выше

5.

<3400

3400-7000

7000-9000

От 9000 и выше

6..

<600

600-2600

2600-6000

От 6000 и выше

7..

<1700

1700-6500

6500-18000

От 18000 и выше

8..

<570

570-2300

2300-6700

От 6700 и выше

<1500

1500-6300

6300-12000

От 12000 и выше

4000

9000

Надо сказать, что исследования других студентов дали примерно такие же результаты.

Анализ этих результатов дает возможность прийти к следующим выводам:

А) результатам расчета, при которых получаются значения напряжений меньше по абсолютной величине 1500Н/см2 доверять нельзя вообще;

Б)  напряжения, значения которых по абсолютной величине меньше 40009000Н/см2 получаются с ошибками от 20 до 30%;

в) все остальные значения напряжений подсчитываются  достаточно  точно.

Учитывая, что расхождение в результатах при расчетах конечно-элементными методами тем выше, чем больше значения получаемых напряжений, можно утверждать, что значения растягивающие напряжения меньше 40009000Н/см2  можно отнести к незначительным, пониженным значениям. Для сжимающих напряжений значения пониженных напряжений получаем делением 40009000 на коэффициент  =1.481.5 (как мы это делали в П.1). Тем самым получим значения 3000-6000.

Таким образом, диапазон пониженных значений напряжений будет:

[- (60003000); (40009000)].

Для определения понятия повышенные значения напряжений исходят из понятия коэффициента запаса прочности, который для авиа-ракетостроения редко превышает  значений 1.5 1.8.  Т. е. .   .

При используемых значениях допускаемых напряжений, а именно:

= 38000.0 Н/см2 – допускаемое напряжение на растяжение.

(-25000.0 Н/см2 )– допускаемое напряжение на сжатие.

и применяя коэффициент   для понятия повышенные значения напряжений получаем следующие дтапазоны значений:

  растягивающие (положительные) повышенные значения напряжения 

[2100025000;  + ]

  сжимающие (отрицательные) повышенные значения напряжений

[- ; - (1700014000) ]

Напряжения, не входящие в категорию пониженных и повышенных будем считать средними.

Определение областей пониженных и повышенных значений напряжений.

Для выполнения задания П.2.Кр.3м наиболее удобным является использование опции «Зона нуля» в выводе графических результатов.  Эта опция дает возможность указывать интервалы значений напряжений и выделять подобласти на пластине, соответствующие этим значениям.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5