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回复逍遥处士的帖子-关于圆管内压

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发表于 2013-10-10 21:08:18 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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逍遥处士有关圆管受压的帖子已经在网上有段时间了。他最近让我从软件角度,看看是否跟数学计算一直。现将分析的结果发出来
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发表于 2013-10-10 21:09:28 | 只看该作者
哦,是这个吧,
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发表于 2013-10-10 21:11:16 | 只看该作者

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楼主,求一个第一和第三主应力随半径变化的曲线,这个可以和拉梅方程的解析解比较一下,看一下误差啦~
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发表于 2013-10-10 21:12:47 | 只看该作者
我也上一个吧,一个mises,一个第一主应力的。

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发表于 2013-10-10 21:12:53 | 只看该作者

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单元类型这个东西有什么讲究?
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发表于 2013-10-10 21:15:27 | 只看该作者
举个例子说一下吧~
我用ABAQUS做了一个圆柱体受扭的模型,很简单,材料力学里面已经有解析解了。
参数定义:圆柱尺寸R25 L100,扭矩100Nm,弹性模量2.11e5,泊松比0.28,单元尺寸:6mm。
C3D4做出来的,基本就是错的,不可用。
单元类型 R 代表减缩积分,会减低一些精度,但是可以加快求解速度。
六面体比四面体网格精度高很多,即便是一阶线性单元。
误差:

上图:
单元:C3D4

C3D10

C3D8R

C3D8

C3D20R

C3D20
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发表于 2013-10-10 21:17:22 | 只看该作者

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非常感谢两位的参与,觉得技术要大家一起来研究,你研究一段,我研究一段,然后相互一印证,印证上了,那种感觉是很美妙的。一个人研究是毫无乐趣的。
另外请问圆筒内外径是否是φ50和φ100?还有能否分别显示σθ和σr两种应力?解析解算的是σθ(r=25mm) = 167 MPa,σθ(r=50mm) = 67 MPa,这两个数值如果能对应上,说明解析解的值是可以相信的。
这个圆筒受均布内压,和圆柱受均布外压,其应用是很广的,包括液压缸设计,和过盈配合的设计等等。
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发表于 2013-10-10 21:19:35 | 只看该作者
刚刚用有限元算了一下,按照前辈原帖中的参数。
外径100,内径50,长度100,受均布压力100mpa,弹性模量2e5mpa,泊松比0.3。
采用半个模型,对称分析。使用C3D20单元,单元数32500,节点数141627。
内径单元尺寸1.57,外径单元尺寸3.14,径向单元尺寸2mm。
下面上图:
第一主应力云图,max 167.2935mpa,min 66.64022mpa。

第三主应力云图,max -99.54505mpa,min 0.07029586mpa。

这个是沿着直径方向,两个应力的变化曲线
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发表于 2013-10-10 21:20:22 | 只看该作者
这些都是比较基本的问题。
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发表于 2013-10-10 21:22:22 | 只看该作者

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对,我也很疑惑,看来跟内外径之比有关系,留待以后研究。
这个例子虽然简单,但是却能得出很多有用的结论,来帮助我们设计。比如过盈连接时,在轴套内径相同的情况下,外径是大点好还是小点好,这些都是很具体而实用的问题。
我当时得出的结论是,尽量将外径减小,因为在外径越大的情况下,内径的微小变化量,会对应很大的应力幅度,从而导致公差不能放大,否则配合压强的变化会很大,很可能将材料压溃。如果外径足够小,也就是壁厚够薄的话,轴套内径的公差就可以取大点,这样会降低制造难度,并且还能保证过盈配合的性能。
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发表于 2013-10-10 21:22:42 | 只看该作者
其实回锅肉很好吃。社区不是高手过招,那讲究的是观赏性,点到为止。我们是为了明白。
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发表于 2013-10-10 21:23:20 | 只看该作者
这样的帖子在别处很难见到!
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发表于 2013-10-10 21:23:26 | 只看该作者
能否发一个受对称循环弯曲应力轴的疲劳校核的例子?设计中会遇到悬臂支撑的结构,转子比较重,想见识一下有限元是怎么计算的。
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发表于 2013-10-10 21:25:51 | 只看该作者
我对于有限元计算始终是摸不着方向,平时用NX 一阵子瞎搞,今天看到楼主的帖子,自己试着作了一下,请楼主指点。
材料Q235,内压100MPa。


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发表于 2013-10-10 21:27:46 | 只看该作者
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如果看材料是否会失效是不是mises最有说服力?第一主应力又有什么用途呢?
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发表于 2013-10-10 21:30:05 | 只看该作者

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楼主能否发些用ansys做的轴类受循环应力的疲劳校核,让我也开个眼界?
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发表于 2013-10-10 21:35:35 | 只看该作者
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适用于屈服点特别高(低碳钢,抗弯强度/抗扭强度=2)的塑性材料的最大切应力理论。根据该理论,最大有效应力超过滑移极限是引起屈服失效的主要因素。
大概查了下手册,没看到有类似的材料,另外滑移极限是什么?
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