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回復(fù)逍遙處士的帖子-關(guān)于圓管內(nèi)壓

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1#
發(fā)表于 2013-10-10 21:08:18 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

9 ^* x& I  M/ Z: \3 P+ I6 o4 Y% {9 Q' S( [# W% w& D. Q& P9 M
逍遙處士有關(guān)圓管受壓的帖子已經(jīng)在網(wǎng)上有段時(shí)間了。他最近讓我從軟件角度，看看是否跟數(shù)學(xué)計(jì)算一直。現(xiàn)將分析的結(jié)果發(fā)出來(lái)) \' _7 K) u9 }

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尺寸我回去再修改一下。  發(fā)表于 2013-10-11 11:11
非常感謝大俠的回應(yīng)！另外圓管的內(nèi)徑是φ50，外徑是φ100，您這個(gè)數(shù)據(jù)跟那個(gè)不符。  發(fā)表于 2013-10-11 08:37

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參與人數(shù) 6威望 +54 收起 理由
憨老馬 + 20
老鷹 + 30 熱心助人，專業(yè)精湛!
逍遙處士 + 1
zh39204128 + 1 熱心助人，專業(yè)精湛!
の小南灬 + 1 熱心助人，專業(yè)精湛!
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2#
發(fā)表于 2013-10-10 21:23:58 | 只看該作者
3#
發(fā)表于 2013-10-10 23:25:47 | 只看該作者
樓主，求一個(gè)第一和第三主應(yīng)力隨半徑變化的曲線，這個(gè)可以和拉梅方程的解析解比較一下，看一下誤差啦~
4#
發(fā)表于 2013-10-10 23:37:54 | 只看該作者
我也上一個(gè)吧，一個(gè)mises，一個(gè)第一主應(yīng)力的。
6 P* _! w& l' D7 p) z9 o# K
( W/ l" R# w7 k4 @. B7 w
! u. w  \& J/ Q8 L- R
" E: w! J6 f6 m# J& R  w3 S2 S7 l9 h

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這網(wǎng)格！呵呵  發(fā)表于 2013-10-11 22:26
這個(gè)是abaqus分析的，這個(gè)分析是基本功，不難，記得abaqus的教程中有類似的例子嗎。abaqus 中help文件肯定可以找到類似的例子，參考下就做出來(lái)了。  發(fā)表于 2013-10-11 18:54
牛，做機(jī)加工藝的，完全看不懂您做的這個(gè)東西，就知道是應(yīng)力分析，感覺(jué)很高端。。。  發(fā)表于 2013-10-11 15:02
牛，做機(jī)加工藝的，完全看不懂您做的這個(gè)東西，就知道是應(yīng)力分析，感覺(jué)很高端。。。  發(fā)表于 2013-10-11 15:02
彈性模量2E5，泊松比0.28，單元類型C3D20R。  發(fā)表于 2013-10-10 23:39

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參與人數(shù) 1威望 +1 收起 理由
Michael0576 + 1

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5#
發(fā)表于 2013-10-11 01:24:57 | 只看該作者
茉莉素馨 發(fā)表于 2013-10-10 23:37
+ r( F9 T0 B8 J% \4 n  z2 K我也上一個(gè)吧，一個(gè)mises，一個(gè)第一主應(yīng)力的。

; R2 Q3 n# E$ n  O2 Z. \; H3 H& W單元類型這個(gè)東西有什么講究？/ n8 ]. t9 m( ?

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ansys的單元大概有一百多種，abaqus的大概四百多吧。需要看手冊(cè)，這種單元是如何定義的，確定模型如何簡(jiǎn)化，需要什么樣的單元。  發(fā)表于 2013-10-11 07:27
6#
發(fā)表于 2013-10-11 08:09:06 | 只看該作者
本帖最后由 茉莉素馨 于 2013-10-11 08:16 編輯   ^) G( m* C( e0 m7 U: ?
. R- v& L. r( o
舉個(gè)例子說(shuō)一下吧~5 Z2 _) n- ]1 {$ Y
我用ABAQUS做了一個(gè)圓柱體受扭的模型，很簡(jiǎn)單，材料力學(xué)里面已經(jīng)有解析解了。
% l4 f; I3 q9 B' n8 b5 x) p# Z" n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。; c5 q2 j0 R6 [! }' s5 R- L

. n' U. t" u/ QC3D4做出來(lái)的，基本就是錯(cuò)的，不可用。& Q9 d; W/ L$ W% s. I2 s
單元類型 R 代表減縮積分，會(huì)減低一些精度，但是可以加快求解速度。
- D4 u+ E0 h, S4 }8 t- E六面體比四面體網(wǎng)格精度高很多，即便是一階線性單元。; x4 S0 r$ d2 P: I
* `) O! ~; R8 V
誤差：( q1 S" U5 ~( b& Z

6 F; ]& c# u/ G, I# \$ Y4 A7 L1 m
上圖：
. o7 }  x% ?. b( S( i! i: l, a1 t單元：C3D4- g: \1 }: f2 f

2 o" _0 p7 F2 L# x, K$ P! R
3 W- g7 N6 ?; @C3D100 T0 t" `" r' F0 u8 D3 n/ L

0 K" a0 }# C& w( X  e: B% D) w
) h8 L- W; |# {' n: MC3D8R
- V& G9 h# C% N- k# q: ^2 k4 R6 @' E4 F. v) w

% G1 I. v. B& q  nC3D8
; A/ _1 U' e/ {+ }4 L* E
# ]6 d8 B# _6 D' B$ z  F, t
( y9 }, E( O) K9 W2 n6 oC3D20R
1 O* X( ?" V1 `5 i  _& k% ?) O
! B0 K. U( n' E2 j
# f* M3 ^% j% L' i/ n: yC3D20
+ ?, c0 e) A: ?% J* B% }
& E. H( K& V  F0 W3 C& ~5 Y1 q6 Y  o: b. Y: _  D1 {& @  s5 {

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99999大俠說(shuō)的對(duì)，確實(shí)每個(gè)單元都有自己的作用，有限元博大精深，需要學(xué)習(xí)的還有很多。  發(fā)表于 2013-10-12 09:10
跟受力情況和算法也有關(guān)系，比方說(shuō)扭力，有限元其實(shí)跟材料力學(xué)里面算扭力變形差不多，所以六面體更合適，你換成拉壓力，應(yīng)該區(qū)別不大的  發(fā)表于 2013-10-11 22:43
每種單元都有存在的理由，不能一棍子打死，比方說(shuō)你這個(gè)C3D4，如果用H和P方法優(yōu)化之后結(jié)果也不會(huì)差，速度一樣快  發(fā)表于 2013-10-11 22:37
厲害，以前自己鼓搗了幾個(gè)計(jì)算現(xiàn)在看來(lái)是不行了。  發(fā)表于 2013-10-11 20:43
多謝大俠指點(diǎn)！ 進(jìn)軍工企業(yè)不太可能了，CAE 在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就當(dāng)做一個(gè)參考。如果要用好，確實(shí)需要很多知識(shí)，現(xiàn)在只是自己隨便玩玩就好了。  發(fā)表于 2013-10-11 20:29
復(fù)雜些的有限元，光劃分網(wǎng)格就需要幾天，模型的簡(jiǎn)化則需要專門(mén)從事有限元這塊的人去弄，分析方法的選擇。國(guó)內(nèi)搞有限元最好的地方是軍工企業(yè)，那邊的有限元計(jì)算精度與生產(chǎn)實(shí)踐的誤差在1%以內(nèi)。  發(fā)表于 2013-10-11 18:59
有限元分析，看起來(lái)難，用心學(xué)起來(lái)不難，真正學(xué)好了又是很難。真正的有限元高手，他力學(xué)很牛的，可以看到網(wǎng)上中科院或者其他單位找的都是計(jì)算力學(xué)的博士搞有限元。這個(gè)例子模型比較簡(jiǎn)單，加載條件也不難。  發(fā)表于 2013-10-11 18:57
CATIA和abaqus都是達(dá)索公司的，用的核心求解器和abaqus差不多，不過(guò)功能可能沒(méi)有abaqus的多，簡(jiǎn)單問(wèn)題應(yīng)該還是有一些可信度的。ansys學(xué)校用的多，線性和簡(jiǎn)單非線性問(wèn)題還是可以用的，畢竟ansys是cae，更專業(yè)一些。  發(fā)表于 2013-10-11 08:49
CATIA的有限元和ansys的差別大嗎？聽(tīng)說(shuō)CATIA比ansys還好點(diǎn)是嗎？  發(fā)表于 2013-10-11 08:34

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Michael0576 + 1
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7#
發(fā)表于 2013-10-11 08:36:36 | 只看該作者
茉莉素馨 發(fā)表于 2013-10-10 23:37
* z* B, v0 s8 L  X2 f3 d我也上一個(gè)吧，一個(gè)mises，一個(gè)第一主應(yīng)力的。
) n2 M) z3 U8 g5 v
非常感謝兩位的參與，覺(jué)得技術(shù)要大家一起來(lái)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(jué)是很美妙的。一個(gè)人研究是毫無(wú)樂(lè)趣的。+ B6 U9 u6 `: f; o* b8 n9 \
0 {) Q" i5 C  |" J
另外請(qǐng)問(wèn)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(yīng)力？解析解算的是σθ(r=25mm) = 167 MPa，σθ(r=50mm) = 67 MPa，這兩個(gè)數(shù)值如果能對(duì)應(yīng)上，說(shuō)明解析解的值是可以相信的。
+ N$ a( X+ ?0 _7 L, Y% i& V: S: b& a2 H7 Z6 q6 O
這個(gè)圓筒受均布內(nèi)壓，和圓柱受均布外壓，其應(yīng)用是很廣的，包括液壓缸設(shè)計(jì)，和過(guò)盈配合的設(shè)計(jì)等等。+ b1 y- u4 c  N- Y

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8#
發(fā)表于 2013-10-11 10:38:49 | 只看該作者
逍遙處士 發(fā)表于 2013-10-11 08:36 & q; X5 q  W1 @2 ]! e: U9 l
非常感謝兩位的參與，覺(jué)得技術(shù)要大家一起來(lái)研究，你研究一段，我研究一段，然后相互一印證，印證上了，那 ...
9 ?" h8 e: k. l
剛剛用有限元算了一下，按照前輩原帖中的參數(shù)。2 m  O; i7 x' J
外徑100，內(nèi)徑50，長(zhǎng)度100，受均布?jí)毫?00mpa，彈性模量2e5mpa，泊松比0.3。
/ h  T: w" q, S5 l7 B采用半個(gè)模型，對(duì)稱分析。使用C3D20單元，單元數(shù)32500，節(jié)點(diǎn)數(shù)141627。
) P9 l5 d( w% @/ k+ M5 Y, g內(nèi)徑單元尺寸1.57，外徑單元尺寸3.14，徑向單元尺寸2mm。
& _/ m8 p+ V8 u. X$ d1 A& Y( ?4 i- m) W2 h" q) U9 K' Q

" S8 D+ K& o) A  c下面上圖：% V: A* g& P: v% J
第一主應(yīng)力云圖，max 167.2935mpa，min 66.64022mpa。
9 n! {8 r# F, W' l" H+ [1 V* f) f- k% p
. _6 R7 U( J5 z! @+ }
第三主應(yīng)力云圖，max -99.54505mpa，min 0.07029586mpa。5 G6 w9 ^" y7 S! ^3 Q

) K' n' F' W9 i9 s* y" K  p7 \8 @; H2 p( ]* f, J
這個(gè)是沿著直徑方向，兩個(gè)應(yīng)力的變化曲線，( C" ~! O+ h4 R4 p$ D) b8 e% Z' |

8 J) {- Z, W, e8 |, [& X' x' F/ Q0 p  o8 X# R" i8 n; ]2 ?1 V
3 C2 X# k9 s+ ^% @

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慚愧。大俠若有興趣，不妨以汝之有限元，與愚之解析解，來(lái)一曲琴簫合奏，何如？  發(fā)表于 2013-10-11 12:01
解析解還是最可靠的，數(shù)值解總還是有些誤差的。前輩的數(shù)學(xué)和力學(xué)功底讓人十分佩服！  發(fā)表于 2013-10-11 11:56
謝謝！大家都是道友。說(shuō)明解析解還是比較可靠的。  發(fā)表于 2013-10-11 11:50
這個(gè)應(yīng)該可以基本驗(yàn)證前輩解析解的正確性了  發(fā)表于 2013-10-11 10:41

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參與人數(shù) 2威望 +2 收起 理由
逍遙處士 + 1
の小南灬 + 1 問(wèn)題描述清楚，顯得很專業(yè)！

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9#
 樓主| 發(fā)表于 2013-10-11 11:33:25 | 只看該作者
這些都是比較基本的問(wèn)題。

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兄弟，簡(jiǎn)單的問(wèn)題應(yīng)用卻很大。  發(fā)表于 2013-10-11 11:50
10#
 樓主| 發(fā)表于 2013-10-11 11:55:03 | 只看該作者
大家可以看看理論分析和計(jì)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。

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這個(gè)問(wèn)題，我是知道地，好吧。  發(fā)表于 2013-10-11 16:08
這個(gè)請(qǐng)前輩參考一下原帖里面的解析解的公式，內(nèi)外徑同時(shí)擴(kuò)大相同的倍數(shù)的時(shí)候，擴(kuò)大的倍數(shù)被約去了。剛剛我也用有限元算了一下，確實(shí)是和您最開(kāi)始給出的結(jié)果是一致的。  發(fā)表于 2013-10-11 12:13

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