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標題: 回復逍遙處士的帖子-關于圓管內壓 [打印本頁]
作者: eddyzhang    時間: 2013-10-10 21:08
標題: 回復逍遙處士的帖子-關于圓管內壓
[attach]299022[/attach][attach]299023[/attach][attach]299024[/attach]
% b* [  E- l! {" v$ B6 ?& F  E$ }1 J; `! z1 H1 ]" U6 a
逍遙處士有關圓管受壓的帖子已經在網上有段時間了。他最近讓我從軟件角度，看看是否跟數學計算一直。現將分析的結果發出來
( b& S% L1 ?# M; ~$ N
作者: 老鷹    時間: 2013-10-10 21:23
哦，是這個吧，http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337267
作者: 茉莉素馨    時間: 2013-10-10 23:25
樓主，求一個第一和第三主應力隨半徑變化的曲線，這個可以和拉梅方程的解析解比較一下，看一下誤差啦~
作者: 茉莉素馨    時間: 2013-10-10 23:37
我也上一個吧，一個mises，一個第一主應力的。
+ I$ d9 s8 [2 C) O# k0 l7 P& r: V5 F; `7 Y5 l. Y
[attach]299033[/attach]1 z! X: S! w* U
1 m7 m7 b3 {, r1 [5 I! u9 I  |
[attach]299034[/attach]
2 U$ _9 \6 U7 _* Y3 ?. W
作者: chenqibin    時間: 2013-10-11 01:24
茉莉素馨 發表于 2013-10-10 23:37
) Q& T" ]6 C: M我也上一個吧，一個mises，一個第一主應力的。
8 X# \5 E4 T; ^$ U8 K
單元類型這個東西有什么講究？: o" _1 s: [' d2 h. I. r
作者: 茉莉素馨    時間: 2013-10-11 08:09
本帖最后由 茉莉素馨 于 2013-10-11 08:16 編輯
6 ^- M, N6 k$ X: p& r4 w
/ `( h1 c+ e' b$ x- ~. G/ ~* B% t7 {舉個例子說一下吧~
  i) _% C2 R. E3 k0 l$ k  r# Y3 Y1 L我用ABAQUS做了一個圓柱體受扭的模型，很簡單，材料力學里面已經有解析解了。  C& m7 b. V3 y0 p. O" _! u
參數定義：圓柱尺寸R25 L100，扭矩100Nm，彈性模量2.11e5，泊松比0.28，單元尺寸：6mm。
. ~, x, z( S& ^8 r& b" {
1 h  }% @1 j7 a; X9 v( p# hC3D4做出來的，基本就是錯的，不可用。
4 C% N1 y0 h+ J* a! ?- s單元類型 R 代表減縮積分，會減低一些精度，但是可以加快求解速度。
7 i* i) c2 f2 V六面體比四面體網格精度高很多，即便是一階線性單元。
. P; |8 i2 j) L: Z; d* V7 M7 J/ o/ g4 J$ [- s# I
誤差：# K  h* G% h% [6 |( @+ l" h+ S) B4 ]
[attach]299046[/attach]
5 z2 [6 s. Z, Y8 v3 J7 [1 h3 F$ [0 x4 w: l6 z1 o# p
上圖：0 V  P6 }1 E/ E: x9 }1 E4 J  r/ a
單元：C3D4% d6 R  ~% p9 U' k; `
[attach]299038[/attach]( j1 u3 z# H& H1 U8 j
3 s: |8 L" r( I! _; Z% o% {
C3D10
1 d/ a, |* X9 X# L[attach]299039[/attach]. C1 D: V/ i% A5 k3 l( i1 h9 \

: R& u! T: [" S! W$ h; SC3D8R
1 _7 ?# H" `6 O4 f% B- I8 F[attach]299042[/attach]% _& ^# ~0 B) }* E& q4 ]$ C" c$ `
% C' A3 N: }/ G( y4 i& O$ n
C3D8
& t6 j0 B! F' @* y8 @2 D[attach]299043[/attach]
6 V6 d; i$ l9 V  Z6 X% p
  @" K- F3 p2 ~! s* p5 B0 m/ GC3D20R
; B- L0 G0 k% w[attach]299044[/attach]4 R" @0 p/ c  q/ V

0 c+ N% C+ |, t8 H/ z- g- oC3D20& [$ P: b/ f" h" }
[attach]299045[/attach]: i4 W. Z1 W/ _9 E6 I/ d' J
  r0 H3 f3 b- j3 j- }. F& m
作者: 逍遙處士    時間: 2013-10-11 08:36
茉莉素馨 發表于 2013-10-10 23:37
1 y* m' ]7 p5 {: }' q# g! ]: l3 d我也上一個吧，一個mises，一個第一主應力的。

/ F2 }3 i; [$ K. @5 v非常感謝兩位的參與，覺得技術要大家一起來研究，你研究一段，我研究一段，然后相互一印證，印證上了，那種感覺是很美妙的。一個人研究是毫無樂趣的。
+ h5 e' i5 Z+ {& v# `2 |7 r, v& u9 T! v: G- m$ v0 w/ W
另外請問圓筒內外徑是否是φ50和φ100？還有能否分別顯示σθ和σr兩種應力？解析解算的是σθ(r=25mm) = 167 MPa，σθ(r=50mm) = 67 MPa，這兩個數值如果能對應上，說明解析解的值是可以相信的。
/ g0 Q1 C: K8 w, N# V: j: S7 v; C3 g! D, P; k9 y
這個圓筒受均布內壓，和圓柱受均布外壓，其應用是很廣的，包括液壓缸設計，和過盈配合的設計等等。* X! P7 p& Q% Q8 A% d' b- [# V
作者: 茉莉素馨    時間: 2013-10-11 10:38
逍遙處士 發表于 2013-10-11 08:36 8 @/ o% r. {+ j3 F( q: t
非常感謝兩位的參與，覺得技術要大家一起來研究，你研究一段，我研究一段，然后相互一印證，印證上了，那 ...
) L5 w. ~0 |0 w& o/ c) R8 h2 S
剛剛用有限元算了一下，按照前輩原帖中的參數。( G. Y* `5 _& r! @) W  z: T+ C  m, ^
外徑100，內徑50，長度100，受均布壓力100mpa，彈性模量2e5mpa，泊松比0.3。; f" M5 a2 o+ B8 K: H) s
采用半個模型，對稱分析。使用C3D20單元，單元數32500，節點數141627。% x! Y. t0 `- X3 w: d/ n6 Q6 X
內徑單元尺寸1.57，外徑單元尺寸3.14，徑向單元尺寸2mm。$ Y4 E, U  q, w/ d/ Z. D% J9 @, ]6 }

0 T/ }; }" e# x
0 ^1 c: d& Z- O9 P# d下面上圖：, f- f- V5 u# A# f4 o6 B, U
第一主應力云圖，max 167.2935mpa，min 66.64022mpa。1 h; @; i5 `; E  f. d9 ]2 {+ x7 i& y
[attach]299067[/attach]
: O( j. @5 }: L
7 I, H( n4 }, D$ P4 s: f2 Y第三主應力云圖，max -99.54505mpa，min 0.07029586mpa。4 A7 }& o5 G8 G2 f: Z
[attach]299070[/attach]5 e4 `. y) v, U' N4 f

- f2 T8 W! @! b$ W這個是沿著直徑方向，兩個應力的變化曲線，
4 p- z0 ]: ^# ?[attach]299071[/attach]4 }! k2 f3 ?, a  _1 G! t
) H1 \, B, i! X6 N+ E- `) w
, J/ k/ K) W9 G7 |
作者: eddyzhang    時間: 2013-10-11 11:33
這些都是比較基本的問題。
作者: eddyzhang    時間: 2013-10-11 11:55
大家可以看看理論分析和計算結果。我雖然尺寸不同但是結果卻很一致。逍遙可以繼續分析下什么原因。
作者: 逍遙處士    時間: 2013-10-11 12:07
eddyzhang 發表于 2013-10-11 11:55
1 ^- R% k) _4 m. G大家可以看看理論分析和計算結果。我雖然尺寸不同但是結果卻很一致。逍遙可以繼續分析下什么原因。
; Z; o( E- S, d7 ~2 z1 W4 l1 w
對，我也很疑惑，看來跟內外徑之比有關系，留待以后研究。
+ M* r2 A) h# D& W4 C
$ Z" @, @9 I1 X3 e$ o+ s: m這個例子雖然簡單，但是卻能得出很多有用的結論，來幫助我們設計。比如過盈連接時，在軸套內徑相同的情況下，外徑是大點好還是小點好，這些都是很具體而實用的問題。
* r: w" Z5 {4 \2 Q& r! v
7 G$ Z, x9 b- s2 E我當時得出的結論是，盡量將外徑減小，因為在外徑越大的情況下，內徑的微小變化量，會對應很大的應力幅度，從而導致公差不能放大，否則配合壓強的變化會很大，很可能將材料壓潰。如果外徑足夠小，也就是壁厚夠薄的話，軸套內徑的公差就可以取大點，這樣會降低制造難度，并且還能保證過盈配合的性能。! P! j/ \, q. Y: }0 w
作者: 桂花暗香    時間: 2013-10-11 12:23
其實回鍋肉很好吃。社區不是高手過招，那講究的是觀賞性，點到為止。我們是為了明白。
作者: 83145321    時間: 2013-10-11 17:23
這樣的帖子在別處很難見到！
作者: chenqibin    時間: 2013-10-11 20:46
茉莉素馨 發表于 2013-10-11 10:38
( x6 ^# T$ Q$ ?0 [7 @剛剛用有限元算了一下，按照前輩原帖中的參數。
' S/ V6 i" r& O. f; Z3 H外徑100，內徑50，長度100，受均布壓力100mpa，彈性模量 ...

6 K% f. m. J# n( N3 w2 t" v& G能否發一個受對稱循環彎曲應力軸的疲勞校核的例子？設計中會遇到懸臂支撐的結構，轉子比較重，想見識一下有限元是怎么計算的。" ?2 [) _6 u: M' r
作者: mfka    時間: 2013-10-12 10:49
我對于有限元計算始終是摸不著方向，平時用NX 一陣子瞎搞，今天看到樓主的帖子，自己試著作了一下，請樓主指點。/ k% k( I! \& \  H# H
材料Q235，內壓100MPa。" Y- ~" d6 u) j5 q+ [8 y
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[attach]299204[/attach]
4 x2 _8 F, Q6 \/ _1 J0 e: ^, k( K" ]1 ?* r3 N0 ^4 U
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# B; i( ~: L2 \7 `6 g1 ~. H( k) w6 |: u
  f) X$ B/ ~* _' U[attach]299205[/attach]
) |' R8 ]. t" Y" h
作者: chenqibin    時間: 2013-10-12 12:18
茉莉素馨 發表于 2013-10-10 23:37
: y* Z1 W. ]+ K# @) ^' w6 o' b我也上一個吧，一個mises，一個第一主應力的。

3 M( r/ u1 c( x% p) O$ Z如果看材料是否會失效是不是mises最有說服力？第一主應力又有什么用途呢？" W- [3 v- j/ o; Q: t
作者: chenqibin    時間: 2013-10-12 20:22
樓主能否發些用ansys做的軸類受循環應力的疲勞校核，讓我也開個眼界？
作者: chenqibin    時間: 2013-10-15 11:24
茉莉素馨 發表于 2013-10-11 10:38 # \* V/ e4 o8 @6 i* B
剛剛用有限元算了一下，按照前輩原帖中的參數。2 Z/ L) S- e; b: a
外徑100，內徑50，長度100，受均布壓力100mpa，彈性模量 ...
) b3 x9 R2 I% y) X
適用于屈服點特別高（低碳鋼，抗彎強度/抗扭強度=2）的塑性材料的最大切應力理論。根據該理論，最大有效應力超過滑移極限是引起屈服失效的主要因素。
( u6 p4 h0 n  Y0 P7 ~
' c7 h' Q" n3 o大概查了下手冊，沒看到有類似的材料，另外滑移極限是什么？! k! |" `! T2 r4 b" S' ~& y& S




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