Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Различие результатов двух вариантов сетки одной задачи

StudentYa
Аватар пользователя StudentYa

Добрый день!

Пытаясь разобраться с Ansys, в частности, изучая различные инструменты построения сетки в Workbench, столкнулся со следующей проблемой. Кратко: идентичные, на сколько мне видится, задачи (по нагрузкам, закреплениям), но с различными сетками, дают различные результаты. Вопрос состоит в следующем: проблема проектировщика? Тогда подскажите, пожалуйста, в каком направлении искать ошибку. Или это естественный результат и надо верифицироваться, скажем, с экспериментом?

Подробнее о задаче. Я рассматривал 1/4 пластины толщиной 2 мм в 2D постановке. Первый рисунок в файле. Рассматриваемая часть выделена толстой линией. Сторону OA я фиксирую от перемещений в направлении оси X, а сторону DC - в направлении Y, применяя Displacement. Закрепляю только лишь DC (часть стороны OC). К ребру AB прикладываю Pressure.

Как я говорил, построил два варианта сетки. В первом варианте уменьшил размеры элементов вблизи точки D, использую Sizing - рисунок 2. Во втором варианте построил зону с секторами, которые сходятся к точке D, а совсем в небольшой области сгустил сетку - рисунки 3 и 4. 

Сначала сделал сетку грубее, чем показана на картинках. Результаты по напряжениям различались на порядок (по максимальным значениям) и отличались картины распределения напряжений. Сгущение сетки и получение более-менее подобных по размерам элементов для обоих вариантов сеток привело к тому, что максимальные напряжения стали различаться почти в два раза (хоть и одного порядка). На рисунках 5 и 6 привёл Stress Intensity. Картины деформаций похожи для двух вариантов.

Я предположил, что раз речь идёт о концентраторе, по сути, в вершине трещины, то при решении задачи в упругой постановке вблизи вершины возникают бесконечные напряжения, что, вероятно, и проявляется в результатах. Решил добавить в модель Pre-meshed crack. Но и такое решение не привело к совпадению результатов.

 

Уважаемые знатоки, подскажите, пожалуйста, где я ошибаюсь, что делаю не так?

ВложениеРазмер
Иконка PDF risunki_k_voprosu.pdf573.04 КБ
brsv
Аватар пользователя brsv

Добрый день! Размер сетки выбирается следующим образом: уменьшается до тех пор пока не получится так скажем "установившиеся" решение, т.е. при изменении размера разультат остается примерно таким же. Многое зависит от качетсва сетки (Какое оно у Вас?). Вы смотрите интенсивность напряжений, а что она Вам даст с практической точки зрения? Ознакомьтесь с фундаментальной литературой по механике разрушения (Партон В.З., если не держали в руках справочник по КИНам от Мураками, то следует вернуться к самому началу). И опять таки изучайте хелп, раздел Meshing, Result Definitions. По рисункам ничего добавить не могу. Нужно смотреть сам проект

StudentYa
Аватар пользователя StudentYa

Вечер добрый!

Цитата:
Размер сетки выбирается следующим образом: уменьшается до тех пор пока не получится так скажем "установившиеся" решение, т.е. при изменении размера разультат остается примерно таким же. 
Но, позвольте, разве точка D в модели не будет являться концентратором напряжений? Тогда может ли быть достигнуто "установившееся" решение?

Цитата:
Многое зависит от качетсва сетки (Какое оно у Вас?). 
  Если я правильно Вас понял, то Вы говорите о соотношении величины объёма элемента и его стороны. Эти величины я привёл на рисунках, которые прикрепил к этому сообщению. На мой взгляд, не так уж и плохи эти сетки. 

Цитата:
Вы смотрите интенсивность напряжений, а что она Вам даст с практической точки зрения? Ознакомьтесь с фундаментальной литературой по механике разрушения (Партон В.З., если не держали в руках справочник по КИНам от Мураками, то следует вернуться к самому началу). 
  Практическая значимость этой задачи была в получении опыта работы с ансисом и, в частности, с генератором сетки. Собственно оттого и возник вопрос - напряжения (не только интенсивности напряжений) не сходятся на разных сетках. 

Партона читал, Мураками - нет. Спасибо. Но про КЭ расчёты там (в Партоне) буквально два слова.

Цитата:
И опять таки изучайте хелп, раздел Meshing, Result Definitions. 
Подскажите, пожалуйста, конкретнее, что искать в этом разделе? 

Цитата:
По рисункам ничего добавить не могу. Нужно смотреть сам проект
Скажите, если бы я выложил проект, посмотреть его сильно Вас затруднит? 

brsv
Аватар пользователя brsv

Добрый день. Разумеется вершина трещины это сингулярность. Соответственно и сетку нужно правильную делать для этой задачи. Вы используете инструмент Element Quality, а разве других инструментов нет (а они есть)? Вот и изучите хелп раздел Meshing по этим инструментам. Если не знаете как построить сингулярную и регулярную сетку для данной задачи то и смотрите это в хелпе. МКЭ - это инструмент (калькулятор), весь анализ и качество решения полностью зависит от пользователя. К примеру, ну получим мы решение с Вами, а кто сказал что оно правильное? Для этого я думаю пригодятся справочники Мураками. Тогда будет понятно какие результаты в ANSYS смотреть. Вы можете отправить личным сообщением проект, я посмотрю.

StudentYa
Аватар пользователя StudentYa

Инструмент Element Quality, насколько я понимаю, это лишь визуализация качества сетки. Как он и ему подобные инструменты помогут построить сингулярную сетку? Если Вы знаете название инструмента, строящего такие сетки, подскажите, пожалуйста. 

Изначальный вопрос был в том лишь, отчего получаются разные решения у разных сеток. Но теперь, сравнивая КИН, получаемый в ansys, с КИН, посчитанный по справочнику, у меня новые вопросы. Попробую понять в чём дело. 

brsv
Аватар пользователя brsv

Добрый день. Инструменты Mesh Quality предназначены для оценки качества сетки. Регулярную сетку можно построить стандартными методами. Сингулярную сетку нужно строить инструментами fracture либо с помощью вставок APDL. Вот статья https://cyberleninka.ru/article/n/napryazhenno-deformirovannoe-sostoyanie-i-razrushenie-elementov-konstruktsiy-s-ostrymi-kontsentratorami-napryazheniy-pri-izgibe/viewer . Надуюсь будет полезна. 

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Приложить файл

Максимальный размер файла: 128 МБ.
Допустимые типы файлов: txt doc docx xls xlsx pdf rar zip 7zip tar.