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機械社區(qū)

標題: 回復逍遙處士的帖子-關(guān)于圓管內(nèi)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(guān)于圓管內(nèi)壓
[attach]299022[/attach][attach]299023[/attach][attach]299024[/attach]. y4 j1 [. m' U! p: w. o
/ W- P6 R1 M) B0 Y9 Q0 C& ^( ~/ A
逍遙處士有關(guān)圓管受壓的帖子已經(jīng)在網(wǎng)上有段時間了。他最近讓我從軟件角度，看看是否跟數(shù)學計算一直?，F(xiàn)將分析的結(jié)果發(fā)出來
8 o' `0 a; R  R# Q
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。
9 v* ]1 |# h0 Y0 u( e! S
5 ~' E! F9 }* O/ ], [[attach]299033[/attach]
4 }# o5 p- j' T6 L: p+ n
5 @2 y" y+ |: Y+ S- _  g[attach]299034[/attach]0 w8 f$ U2 o8 d+ D# g9 Z
作者: chenqibin    時間: 2013-10-11 01:24
茉莉素馨 發(fā)表于 2013-10-10 23:37 5 J! Z1 C: G$ W9 J" R% n* G# I
我也上一個吧，一個mises，一個第一主應力的。

: i0 k* n4 G, ]4 [: B" ?單元類型這個東西有什么講究？" {4 i. B" E/ s. |/ J* `
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
2 }) G+ ~) r6 s+ |# O  ?" w; {/ B: n# Q9 h4 u
舉個例子說一下吧~1 ?& L5 j# d: }1 J
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(jīng)有解析解了。1 k- y" G, E5 X" z4 o
參數(shù)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。2 v! G2 U  ?: Q, Y4 F: |' O

% W+ O; T5 L7 ?/ W# z1 TC3D4做出來的，基本就是錯的，不可用。
: i* @4 S( @# A+ j' W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。+ J7 x* y# b4 s$ X7 L
六面體比四面體網(wǎng)格精度高很多，即便是一階線性單元。
4 a" C( v4 G4 q! s4 [& i
8 B4 o8 M4 Y) y* g誤差：) I* d) w' L3 I' S  ?" G. H
[attach]299046[/attach]- ^; }# Q% d- u0 }4 W9 _. o

' a$ b4 r5 P3 v. z" O5 U$ g上圖：) a4 E  U* a2 `! j: _
單元：C3D4' b% w4 U4 ~' L# v
[attach]299038[/attach]
3 v0 w( A1 Z+ a8 _- D2 ]1 a* H( _" e* Y1 M6 r- [7 I0 F9 Y
C3D10
# [6 w6 s+ N4 m: u8 W% t' Z" R[attach]299039[/attach]
) r* q7 H6 j$ p3 N' ^1 t) j7 j0 W! K
! M3 i0 Q4 A+ u2 g+ F2 c5 G* GC3D8R* J' N; s- z& b2 n6 a. [1 @
[attach]299042[/attach]
* `: E4 w: e/ ~* R4 e, K+ B# @: K0 R9 p: d& U5 E2 p7 r# n
C3D8# I- p) X$ k: i/ `+ S% A
[attach]299043[/attach]
" f, A2 N' v7 n7 G4 q
0 q2 h* k+ \1 G. R4 ^* V# R+ KC3D20R
" L" _- m' q7 l[attach]299044[/attach]- G2 c! G# n: w( X: F

& Y* \, m2 q  P  [8 y0 _' l0 e5 I- DC3D203 h7 P1 `4 J5 b& {( f6 e5 F/ d6 g5 b
[attach]299045[/attach]
, ~0 h% v& l. V* y: ~$ _! U/ d6 }, V& l% O/ X9 P3 a
作者: 逍遙處士    時間: 2013-10-11 08:36
茉莉素馨 發(fā)表于 2013-10-10 23:37 2 S! T: S: S% _3 t! _
我也上一個吧，一個mises，一個第一主應力的。

, y8 i2 h' j5 w; z非常感謝兩位的參與，覺得技術(shù)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。- }' T  F  E& h( O: L' L3 O
- m' O# _  {# [& _  V
另外請問圓筒內(nèi)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(shù)值如果能對應上，說明解析解的值是可以相信的。
* S( r2 U& H  _7 g  m5 [8 z2 X
% u5 k; Z! V$ r- S這個圓筒受均布內(nèi)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。
7 g1 a8 K  B1 o2 D2 \/ g
作者: 茉莉素馨    時間: 2013-10-11 10:38
逍遙處士 發(fā)表于 2013-10-11 08:36 6 _, O5 ?2 {4 ~1 z! j: `7 d
非常感謝兩位的參與，覺得技術(shù)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 ...

4 t: p+ |: g, B! z0 d, ~& N% b剛剛用有限元算了一下，按照前輩原帖中的參數(shù)。
. M" t: z7 [+ C8 N& n4 l* S: h% K5 ]外徑100，內(nèi)徑50，長度100，受均布壓力100mpa，彈性模量2e5mpa，泊松比0.3。  S+ f# B) m9 m
采用半個模型，對稱分析。使用C3D20單元，單元數(shù)32500，節(jié)點數(shù)141627。% U" ~% n9 V  w: w) n
內(nèi)徑單元尺寸1.57，外徑單元尺寸3.14，徑向單元尺寸2mm。
; ?2 \( ]& \* ]0 X
2 T$ C( J' ?9 |2 n$ _+ @/ |4 b
2 m8 N8 T5 V. v0 t  b4 J下面上圖：& W* c9 g# T* V) E2 P
第一主應力云圖，max 167.2935mpa，min 66.64022mpa。
9 I& S! Z% ?& z  a/ ?) _[attach]299067[/attach], F5 B9 L+ l$ R
8 q6 y5 t( ]/ B/ w  Y
第三主應力云圖，max -99.54505mpa，min 0.07029586mpa。, l, k& |. ~) q! }
[attach]299070[/attach]( L$ p5 a: V5 l5 O) g5 N# g) n$ f1 W# c

% ~# b8 B" [, E這個是沿著直徑方向，兩個應力的變化曲線，
! T/ y2 O; w) n) t[attach]299071[/attach]
# ~/ D( e4 |7 B# E7 F. T/ _' D. ]4 G  T  O7 J

8 L; q. A( k8 O$ a" `* U
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(jié)果。我雖然尺寸不同但是結(jié)果卻很一致。逍遙可以繼續(xù)分析下什么原因。
作者: 逍遙處士    時間: 2013-10-11 12:07
eddyzhang 發(fā)表于 2013-10-11 11:55 . I* h% v% f! P4 P+ J# a
大家可以看看理論分析和計算結(jié)果。我雖然尺寸不同但是結(jié)果卻很一致。逍遙可以繼續(xù)分析下什么原因。
  g$ d1 @& M) D" `) ]$ T7 V' y$ r
對，我也很疑惑，看來跟內(nèi)外徑之比有關(guān)系，留待以后研究。7 |6 E: @  Q1 Q0 l
4 R, H/ [6 _' N( B0 h, `
這個例子雖然簡單，但是卻能得出很多有用的結(jié)論，來幫助我們設計。比如過盈連接時，在軸套內(nèi)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。
, E9 D( [; r' w. K/ j; m% ~) X# x  I. P% Q
我當時得出的結(jié)論是，盡量將外徑減小，因為在外徑越大的情況下，內(nèi)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(nèi)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。
. ^( W( d: O' _6 l* |
作者: 桂花暗香    時間: 2013-10-11 12:23
其實回鍋肉很好吃。社區(qū)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(fā)表于 2013-10-11 10:38 ( b( c( L3 x  t) j9 I9 C9 H
剛剛用有限元算了一下，按照前輩原帖中的參數(shù)。
9 J9 r- k4 q( c外徑100，內(nèi)徑50，長度100，受均布壓力100mpa，彈性模量 ...

( g4 e# n- J) o$ A; D能否發(fā)一個受對稱循環(huán)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(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子比較重，想見識一下有限元是怎么計算的。# v& M2 Q9 d# t( A
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。. d" j9 I( f6 z
材料Q235，內(nèi)壓100MPa。: y1 G6 N, @$ @

7 H$ C3 T: _% T( ~( T" r# T. e[attach]299204[/attach]
$ N. s7 r3 l9 ~; J1 n' J
$ @) k3 Q  h# u9 J[attach]299206[/attach]+ n  S, }$ k/ o0 _5 {/ w

$ h! `# ?4 W4 r* K* u[attach]299205[/attach]2 J8 D( }- D, K+ M" T; z
作者: chenqibin    時間: 2013-10-12 12:18
茉莉素馨 發(fā)表于 2013-10-10 23:37
2 _3 Q9 Q* L$ y; @4 x6 j& k我也上一個吧，一個mises，一個第一主應力的。
0 {! W6 h2 P6 P& R! f
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？
% A, w1 a/ T$ @% S- p
作者: chenqibin    時間: 2013-10-12 20:22
樓主能否發(fā)些用ansys做的軸類受循環(huán)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(fā)表于 2013-10-11 10:38 ; K* J  U6 ]5 K7 H8 R( \5 C
剛剛用有限元算了一下，按照前輩原帖中的參數(shù)。2 u* K6 \* h+ v
外徑100，內(nèi)徑50，長度100，受均布壓力100mpa，彈性模量 ...

/ V) |  n  l1 |5 m  X3 P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(jù)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。
- N: @7 {* u( [" L, C3 [7 i
4 V( j' M' I& b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？3 z  U" ^/ I1 d. E




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