Расчет конструкций в MSC Nastran Шимкович (561577), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Особенности расчета сварных конструкций 21245+Ю 13155-15 133Х-11 15354 К 154И 11 '. 13%*15 е35211 5 еа 3 415+3 Обцшя методика расчета сварных конструкций следующая: ° создание геометрической модели свариваемых леталеи и сварных швов; задание размеров конечно-элементной сетки вдоль швов и вне их: ° разбиение на конечные элементы дсталей и сварных швов; объединение узлов конечно-элементной сетки на совпадающих гранях сварных швов и свариваемых деталей; . задание граничных условий. нагрузок и расчет конструкции. При автоматическом формировании конечно-элементной сетки в этих условиях возникают следующие проблемы.
Во-первых. опции. обеспечивающие соответствие узлов при автоматическом разбиении тел на конечные элементы. как ~травило, не решают данную задачу. В связи с этим требуется дополнительная и доста гочно кропотливая подготовка консчно-элементной модели для сварных конструкций. Во-вторых, малый поперсчньш размер сварных швов привод~п к неоправданному уменьшению размеров конечных элементов в области свариваемых леталей, что ведет к увеличению размерности матрицы жесткости конструкции и су;псственному возрастанию времени расчета. Эта проблема частично решается корректировкой размеров элементов и рациональным выбором соотношения их сторон. В третьих.
при использовании модели срединной поверхности лля расчета тонкостенных сварных конструкций такая поверхность для угловых сварных швов автоматически не выделяется, что также требует дополнительных затрат времени на полготовьу конечно-элементной модели, Рассмотрим возможные пути решения указанных проблем на примере расчета сварного нахлссточного соединения двух пластин (рис.
8.30) с заделкой по одной грани и с нагрузкой Г - 10 кН. равномерно распределенной по другой грани. Сварной шов примем незамкнутым: материал пластин и шва —. сталь 10ХСНД. Ряс 830 Подготовка геометрической модели данной конструкции пе вызывает затруднений. Она может быть импортирована из файла паЫ.ев с . вас, приводимого в иримерах к главе 8: Ые =-~ !трать =~ беовзетгу; иаь! евс. вас (размеры тел оси вим в мм: Сеоявчгу 8са1с Гасим — 1) Произведем ра~ чст и сравнительный ан,ьтил слслх юшпх вариантов молели рассмат, и1васмой коне ~ руюшгк 8.4. 1. Модель единого тела Паиболсс яростным влризптом иолготовки конечно-злемеитной мололи в,.шиюм сл ч к явля~тек обьелинсьие тел.
вхоляших в состав конс~рх киии. в елииос тело При зтом иолпостью исчезагт ироолсма соответствия узлов из конгактируюших гранях швов и соиряжсниы. лета ~сй. ио булст зззрулнсио иою:ел юшее релактировзн~ю Геометрии кшютрук~и1и Обье шиим вес три тела, в: оляших в ее сос-ав' Оео~нс(гу =з 8о!1с! =~ ЛгМ. Яс!сс( Л1!. ОЕ Зз к1лим указанные выше слошш:юкрсилшиш (залесья ио гни ииро.:з1и илзс1ппы) и и(мпожим игиртзку гУ 10000 (Н) Пспользтя команлт Мевй а Сеотс1гу = Бо!(йв. р;аобьсм тс ю нз кипе'пгыс алехи н: ы.
оставив все израметры ио тмолчанию (разх~ср злсмени~в 81евив1 3гве 2 ',18): ири се вьииаишиш загрузим из библиотеки ст.шь 10УСНП В рсзульгатс иолучим кокс иииз. ~смситиую модель (рис. 8 31). Р;о 831 Произвола свити ~еск~ш рас ~ет (йу айл ясз тиЗ.".-,ос), мы имссм результаты, ирелстав.и иныс иа рис. 8.32а (иаирягксиия в МПа) Негюста*, ком ланиоп молс.ш являстся ма тый размер злсмеитов вдали от сварных швов. ч го при:ольи;их размеривх |сш гин ириволит к суви стасю юму увели иипио времени сч~ -га Лиалоюшиый 1)асчст, выио1нснный с размерами ззсхи игов 20 мм и и1слставлсниый нз рис 8 326.
менее точен. особенно вб.шзи сва1 и их швов. 11риемлсмым ~ точки зрения то пюсти расчета и трулоза.рат булс~ вариан~ с малым р;с!ме)юм злементов вновь сварю!х швов. иолученныи с иомои~ьк комзил МевЬ =-~ МевЬ Соптго( . е 51ве Л(оин Сигме и МевЬ вЂ” — - МесЬ Соигго! =в Сивыип 81ас Л)ои8 Сигте (л!агсЬ) (см. разлсл бл), и увеличенным 1ызмсром влили оз швов (с)сяюиг бис) (рис. 8 32в) Р амер злемснт .в влоль сварных швов принят равнььм 2 418 мм.
а в остальной области — 13 мм. Поскольку в лзишям с туч и и .асти им и п1вы р кк тают ьаь ели нос шло. лш мчи. и 'иробовать иропзвссти расчет воокйие без учета сварных швов. славин их из молсли йки ои расчет (Фзй 1 ьо1 о7.ной) прсгхст шш н иа рис. 833. глс лаииые со! гас гствуя2т: а — ра!'!с ту.
ПРИВС21ени!2х1у иа рис. 8 32з. б — расчету ляя мотет!! с Х.1атс21ными свариыыи гввами НЭПРЯ2ясниыс состояния вие свариьгх !ивов лостаточпо хорогпо соответствткл прут пру!м отиа! и во Втсро!! Сту 1дс !у!Исствс!2И. Вь!П2! Воиисн!Рапия нэпря,11С2И1!! п.! ЯО1г!УРУ с!2Э,'2ИО!и И22!а. ЭЗ М !71: Срдвнси1е' И1 ив псиных 12сзтты дтов ио!и!1ь! В2!ст. 'ы!2 модеяь слинОГО тс И1. ма.
яо1рупоемь гя в и!:и тонье ивняк. м ькст быть ис!И.ть 22вян1 пеп 2и!Эм! 1э лэирягьегп! ! тс212ормпр!2вэииог ! Сс! гояиия сварных 1,:нс!12!ухни!! Впс доны св,!Рнь:х 1лвсв и ООтас11ф1С12сн11ытия яистое. при атом В""и!2! с О иаи!2ягясипох1 ссстояп1п! са'и!х с!2а!П1ых гпв'2В Ос! ю!ся Отьры!ь!!1. О!Мстим что н ып!Гры программы л сир!с!-Япа ига (С! Вп!Ох 'хт'2Т1 ь40 нар ). ы" !2аивд2 мь е В и. в -, !и!, е СЕ!2».ря12ах!а!ы.
При!и и '»: и!2л!х2н2т!2 схем! Рес !с!а сварных конструкпий. Пазтому к получаемым в таких случаях результатам о на- пряжениях в сварных |ивах следует относиться критически. 8.4.2. Модель тела с зазором Прпиццпиальным недостатком рассмотренной выгце модели единого телз с позиций анализа работы сварных швов являс тся объединение узлов верхнеи п нижней .-;: пласц1н на поверхностях контакта мед лу ними. В реальных конструкциях между,; пластинами всегла будет присутствовать зазор, обусловленный иеи ~оскостностью .:: листов, недостаточным их прижатием прп сборке и друпгми фзк~орамгь Проше всего устранить ланный нелостаток введением искусственного зазора .,;. между пластинами, сместив по нармжти всрхшою пластину относительно нижней ",- с помоюью комзнлы 1йоо1(у =» й(ох е Ву =» Байи иа некоторую мслтю всличинх; пос-,:.' ле чего следует объединить пластины и гизы в единое тело (Сеогиеггу =» ЯоИ =~ .':: А(Ы).
На рис. а.34 прслставлепы сравнительные результаты расчетов (файл =':.' яа' тотуазаг.люб): а — по модели елиного тслз, б и в — по модели единого тела '-! с зазорами межлу пластинами 0 25 п О 5 ъсм соотвстствеьию (верхний рял — впд ", сверху, нижний — снизу). размеры злемснтов в данном расчете формируются 515С.'Х4'А по тмол ыпию при автоматическом создании конечно-злсментнай сетки Для гаоаритиых конструкций целесообразно использовать рахличнью размеры злементов вдоль сварнгях пгвов и в основной части конструкции. »файф км--- Особенности росисто сварных конструкций С увсчичением зазора между пластинами ироисхолит сушественнос увсчичение конпсптрации напряжентпй вдоль ишов, которое может сказаться на лочговс ности сварной конструкции.
В ответственных конструкциях зазор должен быть минимальным и, вообще говоря. контролирус мой величиной. Однако, в целом, разлише между расчетом по модели сплошного тела и при наличии в нем зазора не столь катастрот1>тсчцо, как можст показаться априори. хотя ири лругих видах иагру кения и конструкций сварных соелииси ий оно может ирояачяться в большей степени.
8.4.3. Модель срединной поверхности Лля тонкостенных сварных конструкций естественно сшиользовать срединную поверхность, позволяющую заменить пространственные конечные зчсмситы на сшоские и тем самым существенно уменьшить время расчета. Подготовка коиечиоишсмситной модели в данном случ;н боже трудоемка, чсхт в прелылущих вариантах, и включает в себя следующие:ттаиы: 1 Создать срединныс поверхности в свариваексьтх деталях (рис 8.35) с помощью команд Сеотпетгу =» М(сЬигтасе =» Ащопта6с или СсотеФгу ~ МкЬигтасе =» Япй!е 1п ЯоЫ Лля сварных швов такие пстверхиостп соз звать ие надо. С целью удобства дальнейшей работы со срединными поверхностями перел их созданием мо;кно определить в пункте меню Сгстир =» Бег группу с названием, напри мер, »Срединн»лс поверхности» и выпо:шить команды Сгоир и Орега6опв =» Аигота6с Ас)6, Бе1есц Срединные поверхиосттт, ОЕ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
