Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ANSYS Mechanical

.pdf
Скачиваний:
915
Добавлен:
31.08.2019
Размер:
61.81 Mб
Скачать

ANSYS Mechanical. Верификационный отчет. Том 3 (“исследовательские

” задачи)

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

1

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

15:18:56

SUB =1

 

 

 

 

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

UZ

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

DMX =.161127

 

 

 

 

SMN =-.161127

 

 

 

 

SMX =-.087918

 

 

 

 

 

 

MN

 

 

 

 

Z Y

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

MX

 

 

 

 

-.161127

-.131843

 

-.10256

-.087918

 

 

-.146485

-.117201

 

 

Рис. 6.2 Прогиб той же плиты

 

1

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

MX

 

 

16:12:00

SUB =5

 

 

 

 

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

UZ

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

DMX =.347341

 

 

 

 

 

SMN =-.347341

 

 

 

 

 

SMX =.015416

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

X

Y

 

 

 

 

 

 

MN

 

 

 

 

-.347341

-.267535

-.187728

-.107922

-.028115

.015416

 

-.307438

-.227632

-.147825

 

-.068018

Рис. 7.1 Изополя перемещений в нелинейной объемной модели, в которой свайное поле

заменено гомогенным трансверсально-изотропным материалом, плита с размазанными

 

 

свойствами

 

 

 

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru

stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VI-6

ANSYS Mechanical. Верификационный отчет. Том 3 (“исследовательские

” задачи)

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16:14:21

SUB =5

 

 

 

 

 

 

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

 

UZ

 

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

 

DMX =.34729

 

 

 

 

 

 

SMN =-.34729

 

 

 

 

 

 

SMX =-.245868

 

 

 

 

 

 

 

Z Y

 

MN

 

 

 

 

 

MX X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-.34729

-.324977

-.302664

 

-.280351

-.258038

-.245868

 

-.336133

-.31382

 

-.291507

-.269195

 

 

Рис. 7.2 Прогиб той же плиты

 

 

1

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15:10:48

SUB =1

 

 

 

 

 

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

UZ

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

MX

 

 

 

DMX =.161617

 

Z

 

 

SMN =-.161617

 

 

 

 

SMX =.007995

 

X

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MN

 

 

 

-.161617

 

-.093772

-.025927

.007995

 

-.127695

 

 

-.05985

Рис. 8.1 Изополя перемещений в линейной объемной модели, в которой свайное поле

заменено гомогенным трансверсально-изотропным материалом, плита с учетом

 

 

 

армирования

 

 

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru

stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VI-7

ANSYS Mechanical. Верификационный отчет. Том 3 (“исследовательские

” задачи)

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

1

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

15:12:39

SUB =1

 

 

 

 

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

UZ

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

DMX =.161562

 

 

 

 

SMN =-.161562

 

 

 

 

SMX =-.087552

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

Y

 

 

 

 

 

X

MN

 

 

 

 

MX

 

 

 

 

 

-.161562

-.131958

 

-.102354

-.087552

 

 

-.14676

-.117156

 

 

Рис. 8.2 Прогиб той же плиты

 

1

 

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

 

MX

 

 

 

17:09:56

SUB =999999

 

 

 

 

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

 

UZ

 

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

 

DMX =.271941

 

 

 

 

 

 

SMN =-.27194

 

 

 

 

 

 

SMX =.012133

 

 

Z

 

 

 

 

 

X

Y

 

 

 

 

 

 

 

MN

 

 

 

 

-.27194

-.209444

-.146948

-.084452

-.021956

.012133

 

-.240692

-.178196

 

-.1157

 

-.053204

Рис. 9.1 Изополя перемещений в нелинейной объемной модели, в которой свайное поле

заменено гомогенным трансверсально-изотропным материалом, плита с учетом

 

 

армирования

 

 

 

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru

stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VI-8

ANSYS Mechanical. Верификационный отчет. Том 3 (“исследовательские

задачи)

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17:11:33

SUB =999999

 

 

 

 

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

UZ

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

DMX =.271893

 

 

 

 

 

SMN =-.271893

 

 

 

 

 

SMX =-.182785

 

 

 

 

 

 

 

MN

 

 

 

 

 

Z Y

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

MX

 

 

 

 

 

-.271893

-.236249

 

 

-.200606

-.182785

 

 

-.254071

-.218428

 

 

Рис. 9.2 Прогиб той же плиты

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15:46:13

SUB =1

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

Z

X

UY

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DMX =.133858

 

 

 

 

 

 

MN

 

SMN =-.133858

 

 

 

 

 

 

 

SMX =.0083

MX

 

 

 

 

 

 

 

 

-.133858

-.102267

-.070677

-.054881

-.039086

-.007495

.0083

 

 

 

-.118063

 

-.086472

-.02329

 

 

Рис. 10 Изополя перемещений в линейной плоской модели, в которой свайное поле

 

смоделировано (сваи+грунт), плита с учетом армирования

 

 

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VI-9

ANSYS Mechanical. Верификационный отчет. Том 3 (“исследовательские

” задачи)

 

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

 

MAY

4 2009

 

STEP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15:44:24

 

SUB =1

 

 

 

 

 

 

Y

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

Z

X

UY

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

MN

 

DMX =.133726

 

 

 

 

 

 

SMN =-.133726

MX

 

 

 

 

 

 

SMX =.0083

 

 

 

 

 

 

 

-.133726

-.102165

-.070604

 

-.039042

-.007481

.0083

 

 

 

-.117945

-.086384

-.054823

-.023262

 

Рис. 11 Изополя перемещений в линейной плоской модели, в которой свайное поле

смоделировано (сваи+грунт), плита с размазанными свойствами

 

1

 

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

15:39:23

SUB =1

 

 

 

 

 

Y

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

Z

X

UY

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

 

DMX =.135077

 

 

 

 

MN

 

SMN =-.135077

 

 

 

 

 

SMX =.008844

 

 

 

 

 

 

 

MX

 

 

 

 

 

 

 

-.135077

-.103095

-.071112

-.03913

-.007147

.008844

 

-.119086

 

-.087104

-.055121

-.023139

Рис. 12 Изополя перемещений в линейной плоской модели, в которой свайное поле

заменено гомогенным трансверсально-изотропным материалом, плита с учетом

 

 

 

армирования

 

 

 

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru

stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

 

VI-10

ANSYS Mechanical. Верификационный отчет. Том 3 (“исследовательские

” задачи)

 

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

NODAL SOLUTION

 

 

 

 

MAY

4 2009

STEP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15:41:35

SUB =1

 

 

 

 

 

 

Y

 

TIME=1

(AVG)

 

 

 

 

 

Z

X

UY

 

 

 

 

 

RSYS=0

 

 

 

 

 

 

MN

 

DMX =.134894

 

 

 

 

 

 

SMN =-.134894

 

 

 

 

 

 

 

SMX =.008836

 

 

 

 

 

 

 

 

MX

 

 

 

 

 

 

 

 

-.134894

-.102954

-.071014

 

-.039074

-.007134

.008836

 

-.118924

 

-.086984

-.055044

-.023104

Рис. 13 Изополя перемещений в линейной плоской модели, в которой свайное поле

заменено гомогенным трансверсально-изотропным материалом, плита с размазанными

 

 

 

свойствами

 

 

 

 

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VI-11

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 3 (“исследовательские” задачи)

Сравнение результатов

Свойства

 

 

 

 

 

грунтового

Свайное поле

Модель плиты

Перемещение

Плоская задача

Объемная задача

основания

 

 

 

 

 

 

 

размазанные

Umax, см

9.6992

16.0053

 

 

 

 

 

 

смоделировано

свойства

∆U, см

3.0122

5.1142

 

 

 

 

 

 

 

 

(сваи+грунт)

смоделировано

Umax, см

9.709

16.0422

 

 

 

 

 

 

 

линейные

 

армирование

∆U, см

2.8571

5.1511

 

 

 

 

 

 

 

 

размазанные

Umax, см

9.8337

16.1127

 

 

 

 

 

 

 

 

эффективные

свойства

∆U, см

3.3327

5.4405

 

 

 

свойства

 

 

 

 

 

смоделировано

Umax, см

9.8451

16.1562

 

 

 

 

 

 

 

 

 

армирование

∆U, см

3.3572

5.4821

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размазанные

Umax, см

13.3726

-

 

 

 

 

 

 

смоделировано

свойства

∆U, см

2.4317

-

 

 

 

(сваи+грунт)

 

 

 

 

 

смоделировано

Umax, см

13.3858

-

 

 

нелинейные

 

армирование

∆U, см

2.4639

-

 

 

 

 

 

 

 

 

размазанные

Umax, см

13.4894

34.7341

 

 

 

эффективные

свойства

 

 

 

 

∆U, см

2.7168

8.511

 

свойства

 

 

 

 

 

 

 

смоделировано

Umax, см

13.5077

27.1893

 

 

 

 

армирование

∆U, см

2.7519

7.3584

 

 

 

 

 

 

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VI-12

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 3 (“исследовательские” задачи)

Задача 7. Устойчивость металлического рамного каркаса (задачи на собственные значения и в нелинейной постановке, сравнение с экспериментом)

Постановка задачи

Металлический рамный каркас (рис.1) нагружается консервативными силами. Определяются формы потери устойчивости и критическая нагрузка. Применяются два метода определения нагрузок, вызывающих потерю устойчивости и формы потери устойчивости:

расчет, связанный с вычислением собственных значений (он же линейный) и

нелинейный статический расчет с постепенным увеличением нагрузок и с учетом больших перемещений, учитывающий пластические свойства материала, для определения уровня нагрузок, при котором поведение модели становится нестабильным.

Результаты расчета сравниваются с результатами натурного эксперимента.

Свойства материала

Е = 2,1×1011 Па, ν = 0,3

σпц = 198×106 Па

σт = 240×106 Па

Стержни круглого сечения диаметром

10 мм.

К расчету на устойчивость рамного каркаса

Натурный эксперимент

Натурный эксперимент на устойчивость проведен на трех образцах. 2-й и 3-й образцы нагружались до 8 т, затем производилась разгрузка, а затем снова нагружались. Нагружение 1-го образца проводилось без разгрузки. На рис. 2 – 5 показаны образец до испытания и деформированные образцы после нагружения, получившие необратимые изменения формы. Процесс нагружения записывался на кинокамеру, диаграмма писалась автоматически.

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VII-1

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 3 (“исследовательские” задачи)

Испытуемый образец

Форма потери устойчивости образца №1

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VII-2

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 3 (“исследовательские” задачи)

Форма потери устойчивости образца №3

ЗАО НИЦ СтаДиО, (www.stadyo.ru stadyo@stadyo.ru), НОЦ КМ МГСУ (niccm@mgsu.ru), 2009

VII-3