عند تحليل الحمل الأقصى في ANSYS، تجاوزت قيمة إجهاد ميسس حد الانضغاط

هل يقوم صاحب المشروع بتحليل هيكل الحلقة باستخدام طريقة الحدود في التحليل العناصري المحدود؟ عادتي هي استخدام أنابيب أكثر سمكًا مباشرة لإجراء التحليلات المعتادة. في حالة وجود حلقات تقوية، يمكن حسابها مباشرةً باستخدام الطرق الحسابية المعتادة. في حالة تجاوز المواصفات، يُنصح بتثبيت أنابيب أكثر سمكًا.

هل يتم استخدام مادة مرنة مثالية؟

إنها مشاركة قديمة تعود إلى أربع سنوات، وأنا حاليًا أعمل على مشكلة مشابهة، لذا أشارك أفكاري هنا ليتسنى للجميع مناقشتها والاستفادة منها، وأرحب بأي انتقادات أو توجيهات. بعد تحديد حد الانهيار في برنامج Ansys، من الناحية النظرية، عندما يصل إجهاد ميسيس في ذلك الموقع (يبدو أن برنامج Ansys لا يدعم معيار الانهيار القوي الثالث) إلى خط الانهيار، فإن علاقة الإجهاد والإزاحة المحلية ستتغير، ويعتمد الشكل التحديدی لهذه العلاقة على نموذج العلاقة الخصائصية المستخدم. أستخدم تعزيزًا ثنائي الخطية، مع ضبط قيمة التانجنت على 0. في هذا الإعداد، بعد خضوع الوحدة للضغط، لا يحدث أي تصلب، حيث لا يزداد الإجهاد مع زيادة الميل، بل يظل دائمًا عند خط الخضوع. لقد واجهت أنا أيضًا، أثناء تنفيذ العملية، حالة كان فيها قيمة إجهاد ميزس أكبر من خط الانضغاط، بفارق يقارب 30%. وذلك لأن حسابات العناصر المحدودة تُعطي مباشرة القيم العددية لنقاط التكامل داخل العنصر، ثم يتم التوسع خارجًا (ويمكن تشبيه ذلك بالتقريب) للحصول على بيانات العقد. والقيمة المعروضة في الرسم البياني للإجهاد هي بالضبط قيمة النقاط، وقد يؤدي الخطأ في عملية التوسع إلى جعل إجهاد النقاط أكبر من قيم الإجهاد في نقاط الحساب على الجانبين. وفقًا لتفسيري الشخصي، فإن عملية توسيع نطاق نقاط النقاط والأخطاء الناتجة عن ذلك أمر لا مفر منه، ويمكن تقليل هذه الأخطاء عن طريق تفصيل الشبكة بحيث تكون هناك المزيد من نقاط النقاط في المنطقة المعنية وبشكل أكثر كثافة، مما يقلل المسافة بين النقاط. في عمليات الحساب الخاصة بي، كانت هذه الطريقة فعالة أيضًا؛ فبعد تفصيل الشبكة، ظل الإجهاد الأقصى يتجاوز خط الانهيار، لكن الانحراف النسبي كان حوالي 1.5% فقط.

إذا قمت بإضافة مناطق يدويًا في مقياس الرسم البياني السحابي، وحددت منطقة ضيقة بالقرب من خط الاستسلام، فسوف تلاحظ في الرسم البياني السحابي الجديد أن مناطق الإجهاد التي تتجاوز خط الاستسلام تتركز بشكل أساسي في المناطق ذات جودة شبكية سيئة أو على حواف منطقة الاستسلام. في هذه المناطق، يكون مقدار تغير الإجهاد كبيرًا نسبيًا، وبالتالي يكون خطأ عملية التعميم كبيرًا أيضًا. تقوم Ansys أولاً بحساب المدى، ثم تحسب الإجهاد. بعد الإجراءات المذكورة أعلاه، سيتضح أن المنطقة التي يصل فيها الإجهاد إلى حد الانهيار تتطابق تقريبًا مع المنطقة التي تظهر فيها التشوهات البلاستيكية، وهذا يدل أيضًا على أن الإجهادات الظاهرة على رسم بياني الإجهاد والتي تتجاوز خط الانهيار هي ناتجة عن أخطاء في الحساب، ولا تؤثر على تشوه الهيكل، خاصةً أن هناك ترتيبًا معينًا للحسابات، أي حساب التشوهات أولاً ثم حساب الإجهادات. وبعبارة أخرى، بغض النظر عن أخطاء المحاكاة نفسها (الناتجة عن الأحمال وشروط الحدود وتبسيط النموذج والشبكة)، فإنه رغم أن قيم الإجهاد في بعض الأماكن تكون أكبر من خط الانهيار، إلا أن الأخطاء المحلية لا تؤثر على دقة المحاكاة العامة. نتائج الإجهاد في الهيكل تحت ظروف الحساب موثوقة.

ثم يأتي موضوع تفصيل الشبكة. نظرًا للقيود المتعلقة بأداء الحاسوب المستخدم في العمل، استخدمت طريقة النماذج الفرعية أثناء عملية التفصيل؛ حيث تم حساب الأجزاء المحددة من الهيكل بناءً على نتائج النموذج الأساسي. فعلاً، لوحظ أنه كلما كانت شبكة النماذج الفرعية أكثر دقة، قل الانحراف النسبي لأقصى إجهاد وخط الاستسلام. لكن يجب أيضًا الانتباه في طريقة النماذج الفرعية إلى تجنب مناطق تركز الإجهاد، وذلك لجعل بيانات شروط حدود النموذج الفرعي دقيقة قدر الإمكان. لذلك، لا ينبغي أن يكون النموذج الفرعي صغيرًا جدًا. وعلاوة على ذلك، يمكن الاستدلال من العلاقة بين نتائج المرونة والإجهاد المذكورة أعلاه على أنه ليس من الضروري في الحسابات الفعلية تفصيل الشبكة إلى درجة أن يكون الإجهاد الأقصى مساويًا تمامًا للحد الأدنى للانهيار؛ فمجرد أن يكون الإجهاد قريبًا من هذا الحد، يمكن الحصول على نتائج دقيقة بما فيه الكفاية للمرونة والإجهاد. بعد كل شيء، من المحتم وجود أخطاء في عملية المحاكاة، ويعتمد مستوى تفصيل النماذج الفرعية والشبكات على مدى قبولك لهذه الأخطاء.

لقد نسيت ذكره سابقًا، ولكن من خلال مقارنة خرائط الإجهاد والتشوه البلاستيكي، يمكن ملاحظة أن المناطق التي يتجاوز فيها الإجهاد القيمة الحرجة بكثير، من المرجح ألا تشهد أي تشوه بلاستيكي. وفقًا لتفسيري الشخصي، من المرجح أن تستخدم شركة ANSYS قيم نقاط التكامل عند تحديد نتائج مثل نقطة الاستسلام، بينما تعرض الرسوم البيانية القيم المتعلقة بالعقد. لذلك، فإن خرائط الإجهاد تحتوي على أخطاء، لكن خرائط المدى يجب أن تكون دقيقة نسبيًا، وهذا لا يتعارض مع بعضهما البعض. يمكن العثور بسهولة على كل ما ذُكر أعلاه، بما في ذلك أخطاء التقدير خارج نقاط النقاط، وطريقة النماذج الفرعية، وتحديد حد الاستسلام، وغيرها. إذا كان هناك أي خطأ، يرجى بالتأكيد تصحيحه.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة أو لان في تاريخ 2020-12-14 الساعة 18:04. إن التركيب الداخلي للأسطوانة بسيط، والشبكة المستخدمة منظمة، كما أن توزيع الإجهادات والتشوهات مثالي إلى حد كبير، لذا فمن غير المرجح أن تظهر المشاكل التي ذكرتها سابقًا. جرب التمدد البسيط، وستلاحظ أن مقاومة العينة للانحناء تتوافق أيضًا بشكل كبير مع الحالة المثالية.