Все ответы об инженерном анализе

Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Расчёт стального троса

StudentYa
Аватар пользователя StudentYa

                   Добрый день!

                   Я новичок в Ansys, поэтому прошу прощения, если вопрос покажется странным, простым и т.п.

                   Имеется стальной трос, устанавливаемый в некий искривлённый канал таким образом, что форма троса повторяет изгиб канала. Полагается, что трос закреплен снизу в заделке. Далее к тросу прикладывается осевая сила. При этом, стремясь восстановить прямолинейную форму, возникается горизонтальное усилие от троса на канал. Мне необходимо построить зависимость горизонтального усилия от величины осевого при известной стреле прогиба канала. 

                   Я беру элемент Beam 188. Строю прямую балку круглого сечения. Задаю предел упругости, коэф. Пуассона. Задаюсь осевой силой и пытаюсь подобрать величину горизонтального усилия, чтобы изогнуть свою балку до величины требуемого прогиба (т.е., по сути, обратная задача). При этом адекватные результаты получаются, если выбрать Large dispclacement, а не small. 

                   Однако результаты меня не устраивают, т.к. известно, что с увеличением осевой силы, с некоторого момента должна достигаться почти постоянная горизонтальная сила. У меня же выходит прямая пропорциональность, неограниченно возрастающая . В связи с этим вопрос: в чём может быть ошибка? Я что-то не учёл? Или модель неверна для данной задачи? Или может быть стоит модель построить иначе? 

                   Спасибо!

ВложениеРазмер
Иконка изображения Картинка-пояснение к вопросу24.33 КБ
Zagrebelny
Аватар пользователя Zagrebelny

Приветствую.

Что-то пока непонятно почему пропорциональная зависимость должна прекращаться.

StudentYa
Аватар пользователя StudentYa

Я полагаю, что из-за того, что с какого-то момента трос начинает работать в зоне пластичности. Таковы результаты эксперимента.

Oleg Kudryavtsev
Аватар пользователя Oleg Kudryavtsev

Ваша красивая картинка, показывающая зависимость горизонтальной силы от вертикальной не совсем соотвествует нарисованной расчетной схеме (вместо нижней заделки нужен шарнир). Ваша расчетная схема соотвествует каналу, угол поворота которого (в лучшем случае) не превышает 90 градусов. Простейшие аналитические выкладки позволяют понять, что горизонтальная сила реакции опоры (в вашем случае - горизонтальной силы) прямо пропорциональна синусу угла отклонения троса от веритикали и обратно пропорциональна половине косинуса этого угла. Это почти линейная зависимость, которая отходит от прямой на 10% при угле 90 градусов, на 5% при угле 60 градусов. На глаз трудно оценить. Это и соотвествует первой половине графика, который вы привели в первом сообщении.Так что решение  ANSYS очень похоже на правду. Пластика тут не причем и не стоит ее задавать.  Это мои предположения, так как листинга задачи я не видел. 
По поводу модели: измените граничные условия, как указано выше, и вместо beam 188 возьмите link-элементы, не имеющие изгибной жесткости, это в большей степени соотвествует тросу. Думаю, что в этом случае получится и вторая половина графика. 

StudentYa
Аватар пользователя StudentYa

Большое спасибо, обязательно попробую!

StudentYa
Аватар пользователя StudentYa

Пока что не выходит.
1. Угол отклонения осевой линии канала от вертикали небольшой - не превышает и двух градусов.

2. Если я правильно построил модель с элементом link-180, то он оказался негодным, потому что даёт лишь осевые перемещения. 

 

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Приложить файл

Максимальный размер файла: 999 МБ.
Допустимые типы файлов: txt doc docx xls xlsx pdf rar zip 7zip tar.