Диссертация (1141565), страница 29

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 29)

Сравнение результатов значений напряжений, полученных аналитическимрасчетом по выражениям (4.5) и в численном эксперименте с нелинейной ортотропноймоделью, для точки №41Ступень загружения23456x ,Разницy ,Разниц xy ,Разниц eq ,Разница,МПаа, %МПаа, %МПаа, %МПа%Эксперимент0.906ANSYS0.397Эксперимент1.293ANSYS0.999Эксперимент1.398ANSYS1.273Эксперимент1.519ANSYS1.501Эксперимент1.661ANSYS1.823Эксперимент1.830ANSYS2.218Средняя разница, %56.1722.778.960.8561.0871.4181.6231.83526.9514.425.291.9331.219.7521.1720.001.8531.9781.8621.9581.8721.879-0.0880.1150.1170.1330.14232.0514.2578.110.0316.805.170.419.840.1700.1020.3360.2390.3950.405-0.8950.9741.3961.4371.7748.792.924.021.70539.8728.792.7032.631.8971.7972.2151.9382.4082.185-5.2612.479.257.12 x ,  y - деформации по направлению нитей основы и утка соответственно, xy - сдвиговые деформации, x ,  y - нормальные напряжения по направлению нитей основы и утка соответственно, xy - касательные напряжения, eq - эквивалентные напряжения.202Рисунок 4.38.

Сравнение результатов зависимостей напряжений от деформаций в испытаниии численном эксперименте для точки №4 (подписаны значения напряжений)На рисунке 4.39 представлены результаты по напряжениям и деформациям в численныхрасчетах с физически линейной ортотропной моделью и физически нелинейной ортотропноймоделью (упруго-пластичная ортотропная модель по критерию текучести Хилла).а)б)203в)г)д)е)ж)и)204к)л)м)н)Рисунок 4.39.

Результаты напряжений и деформаций в численных расчетах с физическилинейной ортотропной моделью (слева) и физически нелинейной ортотропной моделью(упруго-пластичная ортотропная модель по критерию текучести Хилла) - справа: а), б)нормальные напряжения по направлению вдоль нитей основы; в), г) нормальные напряженияпо направлению вдоль нитей утка; д, е) касательные напряжения; ж), и) эквивалентныенапряжения; к), л) полные деформации; м) эквивалентные пластические деформации вфизически нелинейной ортотропной модели; н) полные сдвиговые деформации в физическинелинейной ортотропной моделиПо итогам сравнения результатов между испытанием и численными расчетамистроительной конструкции из технической ткани с покрытием в форме гиперболическогопараболоида можно сделать следующие выводы:- по рисунку 4.39 и таблице 4.7 хорошо прослеживается, что касательные напряжениявносят ощутимый вклад в напряженно-деформированное состояние строительных конструкций205из технических тканей с покрытием (около 20% в эквивалентные напряжения вносят именнокасательные напряжения);- подтверждена разработанная в диссертации расчетно-экспериментальная методикапо определению значения модуля сдвига в материале, который позволяет учитывать реальноезначение модуля сдвига при расчетах строительных конструкций из технических тканей спокрытием;-показанаудовлетворительнаякорреляциямеждурезультатаминапряженийидеформаций в исследуемой точки конструкции, вычисленным по аналитическим выражениям ис помощью программного комплекса ANSYS, что объясняется различными сложностями, как вэкспериментальной части, так и в численных исследованиях;- применение физической линейной ортотропной модели поведения материала поднагрузкой в численных расчетах дает качественно и количественно удовлетворительныерезультаты, подходящие только для предварительной оценки напряженно-деформированногосостояния строительных конструкций из технических тканей с покрытием;- применение физической нелинейной ортотропной модели работы материала поднагрузкой (упруго-пластичная ортотропная модель по критерию текучести Хилла) в численныхрасчетах, в целом, дает количественно адекватную и качественно хорошую корреляцию срезультатами испытания конструкции.Примененная в диссертационной работе физически нелинейная ортотропная модель(упруго-пластичная ортотропная модель по критерию текучести Хилла) не способна напрямуюучесть специфику поведения технических тканей с покрытием под нагрузкой (в частности,деформации материала за счет извитости нитей, что не является следствием пластичностиматериала).

Однако, важен тот факт, что формулировка критерия текучести Хилла очень сходнас физическим поведением технических тканей с покрытием под нагрузкой [197]. Также, даннаямодель обладает высокой вычислительной эффективностью – численное исследование впрограмме ANSYS напряженно-деформированного состояния строительной конструкции изтехнической ткани с покрытием в форме гиперболического параболоида занимает по временине больше 6-8 минут. В сравнение, аналогичный численный расчет с применением физическилинейной ортотропной модели материала под нагрузкой занимает около 4-5 минут.2064.7.Влияние значения модуля сдвига на напряженно-деформированное состояниестроительных конструкций из технических тканей с покрытиемВ практике проектирования строительных конструкций из технических тканей спокрытием, часто значение модуля сдвига принимается инженером не по результатамлабораторных испытаний материала, а на основании опыта проектирования подобныхсооружений.

Поэтому, важно было показать чувствительность результатов расчета конструкциииз технической ткани с покрытием в форме гипара к значению модуля сдвига.Численные исследования были выполнены с использованием физически нелинейнойортотропной модели (упруго-пластичная ортотропная модель по критерию текучести Хилла),поскольку в разделе 4.6 диссертационной работы показано, что физически линейнаяортотропная модель дает только удовлетворительные результаты.На рисунках 4.40 и 4.41 представлено сравнение результатов вертикальных перемещенийисследуемых точек и усилий на опорах конструкции между испытанием и численнымирасчетами с использованием физической нелинейной ортотропной модели (упруго-пластичнаяортотропная модель по критерию текучести Хилла) с двумя различными значениями модулясдвига: G  0 кН/ мконструкции.и G  60кН/ м .

На рисунке 4.16 показаны характерные сечения207208Рисунок 4.40. Сравнение результатов вертикальных перемещений исследуемых точекконструкции между испытанием и численными расчетами с двумя различными значениямимодуля сдвига: G  0 кН/ м и G  60кН/ ма)209б)Рисунок 4.41. Сравнение усилий на опорах конструкции в форме гиперболическогопараболоида между испытанием и численными расчетами с двумя различными значениямимодуля сдвига: G  0 кН/ м и G  60кН/ м : а) опора №1, б) опора №2На рисунке 4.42 представлены результаты по напряжениям и деформациям в численныхрасчетах с физически нелинейной ортотропной моделью (упруго-пластичная ортотропнаямодель по критерию текучести Хилла) с двумя различными значениями модуля сдвига:G  0 кН/ м (слева) и G  60кН/ м (справа).а)б)210в)г)д)е)ж)и)211к)л)м)н)о)п)212р)с)Рисунок 4.42. Результаты по напряжениям и деформациям в численных расчетах с ифизически нелинейной ортотропной моделью (упруго-пластичная ортотропная модель покритерию текучести Хилла) с модулем сдвига равным G=0 кН/м (слева) и G=60 кН/м (справа):а), б) вертикальные перемещения; в), г) нормальные напряжения по направлению вдоль нитейосновы; д, е) нормальные напряжения по направлению вдоль нитей утка; ж), и) касательныенапряжения; к), л) эквивалентные напряжения; м), н) эквивалентные пластическиедеформации; о), п) полные сдвиговые деформации; р), с) полные деформации.Таблица 4.8.

Сравнение результатов значений деформаций, полученных в испытании ичисленном эксперименте с нелинейной ортотропной моделью с модулем сдвига G=0 кН/м, дляточки №4xСтупень загружения1234Эксперимент0.001691ANSYS0.000666Эксперимент0.003315ANSYS0.001195Эксперимент0.004021ANSYS0.001983Эксперимент0.004736ANSYS0.002543Эксперимент0.0056965ANSYS6 Эксперимент0.0031880.006901Разница, %60.6163.9550.68y0.0018390.0015800.0031660.0029630.007551Разница, %14.076.4144.260.00420946.3044.0342.520.0076340.0051090.0081840.0057600.009200 xy0.0026400.0079570.0029480.0115120.003234Разница, %201.42290.46209.980.01002433.0729.6228.860.0033820.0015510.0003630.0091380.00688054.14151.96173.09213xANSYSРазница, %0.003967Средняя разница, %yРазница, %0.00654451.35- xyРазница, %0.01878826.05-180.17Таблица 4.9.

Cравнение результатов значений деформаций, полученных в испытании ичисленном эксперименте с нелинейной ортотропной моделью с модулем сдвига G=60 кН/м, дляточки №4x1Ступень загружения23Эксперимент0.001691ANSYS0.000991Эксперимент0.003315ANSYS0.002594Эксперимент0.004021ANSYS0.004298Эксперимент0.0047364ANSYS0.006035Эксперимент0.0056965ANSYS0.008256Эксперимент0.0069016ANSYS0.012585Средняя разница, %Разница, %41.4221.776.88y0.0018390.0022360.0031660.0043980.007551Разница, %21.6138.9117.160.00625527.4344.9482.3737.470.0076340.0075670.0081840.0089900.0092000.012057- xy0.0026400.0011060.0029480.0011380.003234Разница, %58.1261.4182.060.0005800.879.8431.0519.910.0033820.0002770.0003630.0014790.0068800.003289-91.8159.2252.1967.47При детальном сравнении рисунков 4.35-4.37, 4.39-4.42 между собой, в целом,наблюдается неудовлетворительная корреляция между результатами испытания конструкции ичисленных исследований работы конструкции под нагрузкой с разным значением модулясдвига материала.

Характеристики

Список файлов диссертации