Nikitakl

Моделирование нагрева тела от упругих деформаций

65 сообщений в этой теме

Здравствуйте, как рассчитать выделение тепла при упругих деформациях тела?

При проведении эксперимента было замечено, что тело, находясь на резонансной частоте, нагревается. Эти температурные поля необходимо учитывать при расчете.

 

Спасибо за помощь!

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


"рассчитать выделение тепла при упругих деформациях тела"

 

Писать свой код на основе связки термодинамических и упругих соотношений. Нет, это не тупая тепловая задача. Насколько мне известно, стандартный софт такое не решит. Только ручками писать свои процедуры. Хотите - напишу за Вас при наличии ТЗ и договора с ПНИПУ.

 

"тело, находясь на резонансной частоте, нагревается"

 

А сначала охлаждается. Жить с этим знанием стало легче? :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Точно при упругих? Можно поподробнее? Я про саму физику процесса

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
22 часа назад, ANT0N1DZE сказал:

Точно при упругих? Можно поподробнее? Я про саму физику процесса

Да точно. Материал гиперупругий, происходят гармонические колебания, на резонансной частоте происходит нагрев. Пальцем трогал -  образец горячий. Пластических деформаций нет.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

в LS-Dyna есть модели материала, которые пластику в тепло переводят.

А вот насчет гиперупругого - не уверен.

Но посмотрите.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 21.07.2017 в 07:31, Nikitakl сказал:

Да точно. Материал гиперупругий, происходят гармонические колебания, на резонансной частоте происходит нагрев. Пальцем трогал -  образец горячий. Пластических деформаций нет.

 

если появляется тепло в деформируемой среде и при этом Вы говорите что нет пластической деформации - то мне кажется правомочен вопрос:

Откуда же тогда энергия для изменения температуры?

 

т.е. какой вид и какая часть энергии переходит в тепловую?

 

м.б. Вы все же не совсем понимаете Вашу задачу?

м.б. там все же происходит частичное разрушение связей в гиперупругом материале - т.е. совершается работа и как следствие у Вас неизотермический процесс.

 

м.б. у Вас все же имеет место "гистерезис" гиперупругого материала + "пластика"?

если да - то тогда "все становится" на свои места....

 

 

Кроме того, непонятно - почему Вы акцентируете внимания именно на резонансной частоте?

 

Ведь если у Вас в деформируемом теле выделяется тепло на "резонансной" частоте, то тепло так же должно выделяться и на других частотах... ну разве что м.б. в меньших кол-вах - но существо физического процесса кол-во выделяемого тепла не меняет

Изменено пользователем Victor_M

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
26 минут назад, Victor_M сказал:

Откуда же тогда энергия для изменения температуры?

Fedor ранее оставлял сообщение в теме http://cccp3d.ru/topic/78849-какие-cad-умеют-решать-задачи-термоупругости/?do=findComment&comment=732697

В упомянутой Fedor'ом теории упругости находятся уравнения, где внутренняя диссипация зависит от скорости деформаций в общем виде, в том числе упругих. Т.е. и при отсутствии пластики поток тепла не нулевой.

Тема по ссылке выше достаточно информативна в плане выбора CAE под задачу ТС. Все вопросы to Soklakov =) с его ссылкой на видеоурок

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • Диссипация энергии — переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. д.) в энергию неупорядоченных процессов, в конечном итоге — в тепло.

т.е. какая-то часть одной энергии переходит в другой вид энергии

 

если деформация на 100% упругая - обратимая - то какая энергия переходит тогда в тепловую?

 

и каков механизм перевода этой "загадочной" энергии в тепловую энергию, если нет "изменений" в среде - т.е. нет пластики и нет частичного разрушения?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Спасибо всем большое за советы! 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 22.07.2017 в 22:35, Victor_M сказал:

если деформация на 100% упругая - обратимая - то какая энергия переходит тогда в тепловую?

Внешняя, сообщенная системе. Работа по деформации пружины нагревает пружину. Атомы элементарно "трутся" друг об друга. Внутреннее трение - типовой механизм диссипации энергии.

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 21.07.2017 в 12:16, vl сказал:

в LS-Dyna есть модели материала, которые пластику в тепло переводят.

Что-то у меня c этими моделями из дайны печалька.

 

mat4 - нет зависимости температуры T(e, de)
mat11 - для скоростей деформирования ~ 10^5 =(
mat15 - нет T(e, de)


mat51-52 - шикарные материалы =) Невероятное количество констант - на практике сложно их найти, и анизотропия не учитывается.
mat65 - нет T(e, de)
mat88 - зависимость только T(%rho)
mat175 - нет T(e, de)

 

Где-то был ортотропный материал с простенькими соотношением Eij (T), но без T(e, de). Напрашивается вывод таки писать usermat.

 

И в Хэлпе ANSYS v11 пусто насчёт связи пластичности и температуры.

 

 

 

 

В 04.08.2017 в 16:20, soklakov сказал:

Работа по деформации пружины нагревает пружину.

Кстати, а к ACT расшириниям поставляется полный Хэлп? Просто я вообще не в теме, что это.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 22.10.2017 в 09:07, AlexKaz сказал:

к ACT расшириниям поставляется полный Хэлп?

Нет. Хотя, к примеру, акустическое расширение имеет в комплекте учебные материалы, упражнения и файлы к упражнениям. Но так далеко не у всех расширений.

 

Есть расширения, написанные одним человеком за пару недель. Конечно, у них не будет полной справки или чего-то такого.

В 22.10.2017 в 09:07, AlexKaz сказал:

Просто я вообще не в теме, что это.

Это приложения для Ансиса, как приложения для айфона.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А из strain energy ничего выудить нельзя? Хелп пишет, что она рассчитывается из деформаций и напряжений, но без подробностей.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Есть же еще solid227 и тогда можно определить температуру на резонансе.

Я бы примерно сделал бы руками на системе с 1 степенью свободы и потом сравнил бы с численным решением. Все есть в user defined results

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 26.10.2017 в 21:33, hr4d сказал:

А из strain energy ничего выудить нельзя? Хелп пишет, что она рассчитывается из деформаций и напряжений, но без подробностей.

Кажется, подробности отсутствуют, потому что это просто перемножение. Умножьте деформацию на напряжения и получите работу - упругую энергию деформации. Что-то вроде "сила на перемещение"... С учетом того, что перемножаете тензоры второго ранга.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 07.11.2017 в 17:18, soklakov сказал:

Кажется, подробности отсутствуют, потому что это просто перемножение. Умножьте деформацию на напряжения и получите работу - упругую энергию деформации. Что-то вроде "сила на перемещение"... С учетом того, что перемножаете тензоры второго ранга.

А как и где ее можно использовать ? Засунули же ее для чего-то туда)

Можно ли в первом приближении считать, что вся упругая энергия деформации идет на нагрев? Ну с учетом коэффициента диссипации энергии куда-то.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, hr4d сказал:

А как и где ее можно использовать ? Засунули же ее для чего-то туда)

Можно ли в первом приближении считать, что вся упругая энергия деформации идет на нагрев? Ну с учетом коэффициента диссипации энергии куда-то.

Есть в инете книжки по термоупругости (Коваленко, Купрадзе) - в них как минимум есть уравнения. Лучше смотреть в них =)

IMHO, упругая - идёт на охлаждения, пластика идёт в тепло до момента потери устойчивости (утонения), дальше охлаждение.

Изменено пользователем AlexKaz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
29 minutes ago, AlexKaz said:

упругая - идёт на охлаждения

Это как?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

 

Снимок экрана - 13.11.2017 - 00:19:59.png

Изменено пользователем AlexKaz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что это за газета? :biggrin:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
8 часов назад, piden сказал:

Что это за газета? :biggrin:

Скриншот скриншота фотографии =) страницы из "Х. Д. Бьюи Механика разрушения. Обратные задачи и решения", в сети плавает оригинал. В книгах по термоупругости должно быть описание эффекта, да и товарищи за бугром пишут "эффект описан 100500 раз и известен всем и каждому".

Оригинал Huy Duong Bui Fracture Mechanics: Inverse Problems and Solutions

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 hour ago, AlexKaz said:

"эффект описан 100500 раз и известен всем и каждому"

Звучит как демагогия "хорошо известно, что".

Ну раз хорошо известен всем и каждому, то для Казанцева ведь не составит труда объяснить эту кардиограмму своими словами? :rolleyes:

 

11 hours ago, AlexKaz said:

упругая - идёт на охлаждения

И особенно это)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
21 час назад, hr4d сказал:

А как и где ее можно использовать ? Засунули же ее для чего-то туда)

В первую очередь ее засунули для проверки корректности решения. Сравнивая энергию упругой деформации, например, с энергией стабилизации, можно утверждать корректно ли проведен расчет. Но Вам это не сильно поможет.

21 час назад, hr4d сказал:

Можно ли в первом приближении считать, что вся упругая энергия деформации идет на нагрев?

Нет.

Я пока не уверен, что смогу объяснить почему, но попробую накидать релевантных мыслей.

Упругая энергия деформации - это энергия сжатой пружины. Это потенциальная энергия, которую накапливает система и не трансформирует ее в тепло. Энергия запасена. Она упругая, она механическая, не тепловая.

 

21 час назад, hr4d сказал:

Ну с учетом коэффициента диссипации энергии куда-то.

А вот коэффициент диссипации как раз показывает, какую часть работы (которая чуть больше накопленной потенциальной энергии) не удалось сохранить и она сбежала в тепло (к сожалению, не всегда в тепло. но для большинства случаев можно утверждать, что потерянная энергия в итоге ушла на нагрев). Если он (коэффициент диссипации) известен, то отсюда можете начать прикидывать температурные оценки.

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
7 часов назад, piden сказал:

Звучит как демагогия "хорошо известно, что".

Объяснить не могу, т.к. "известно за бугром", а не у нас. Бьюи - это походу французский гений, только он смог решить аналитически задачу о распространении тепла в вершине трещины, причём, в далёких 60-х.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
7 минут назад, AlexKaz сказал:

, только он смог решить аналитически задачу о распространении тепла в вершине трещины

Можно вопрос? Как Вы поверили, что он смог?

Я же правильно понимаю, что лично Вы его решение не проверяли?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
51 минуту назад, AlexKaz сказал:

Объяснить не могу, т.к. "известно за бугром", а не у нас.

Насколько я понял из истории переписки, Вашу фразу стоит трактовать как "объяснить не могу, так как сам не разобрался".

 

Но пусть Вы не разобрались в чужой работе, но в своих мыслях то Вы разбираетесь?

Что Вы имели в виду здесь(?):

19 часов назад, AlexKaz сказал:

IMHO, упругая - идёт на охлаждения, пластика идёт в тепло до момента потери устойчивости (утонения), дальше охлаждение.

действительно, что такое "упругая идет на охлаждение"? И вообще, о чем речь?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Проверял год назад, и моё неполное решение получилось неадекватным - чтобы получить 2d-поверхность температуры во времени требуется обмозговать само решение, хотя бы поменять систему отсчёта, ведь трещина движется.

Самая первая статья Бьюи содержит не все уравнения, поэтому Бьюи добавил их в книгу. Но, в книге есть косяк - какая-то из формул записана с ошибками, поэтому ход решения можно понять, совместив книгу со статьей.

Что касается один он решил задачу или не один - я тупо качал из инета все доступные книги по механике разрушения (rus, eng)  и просматривал оглавления на предмет учёта температуры. Тепло было только у Бьюи, насколько я понял.

@soklakov @piden  Загляните в Бьюи, я же пишу - я не знаю, почему.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
17 минут назад, AlexKaz сказал:

Загляните в Бьюи, я же пишу - я не знаю, почему.

Видите ли, не так интересно, что там у Бьюи, как интересно, что Вы имели в виду, когда написали, что упругая энергия уходит на охлаждение. Это ж Вы написали? Не Бьюи?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Для начала мне нужны формулы, а пока что я их не видел, чтобы делать выводы о причинах. Увижу - отпишусь. И написал я пересказ со слов автора, а вот сам автор к своим словесным оборотам приплюсовал фотографии (тепловые карты) растягиваемой пластинки с отверстием. Теплокарты в книге, книга в инете.

По-моему наш диалог зашёл в тупик. У Вас нет соответствующего функционала чтобы смоделить такую задачку в МКЭ, у меня нет формул чтобы объяснить на пальцах что происходит. Есть лишь результаты эксперимента, а также в загажниках лежит статья с картинками, где моделится такой эффект, и точной постановки в ней к сожалению нет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

10 minutes ago, AlexKaz said:

И написал я пересказ со слов автора, а вот сам автор

20 hours ago, AlexKaz said:

IMHO, упругая - идёт на охлаждения

А как расшифровывается "IMHO" в этой фразе?

Или это идет цитирование Бьюи? :biggrin:

11 minutes ago, AlexKaz said:

Есть лишь результаты эксперимента, а также в загажниках лежит статья с картинками, где моделится такой эффект, и точной постановки в ней к сожалению нет.

Ладно. Хоть ссыль на эксперимент этот дай. Или "в интернете"?

Изменено пользователем piden
й

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Прямой текст с объяснением, взято там же.

Бьюи.pdf

23 минуты назад, piden сказал:

А как расшифровывается "IMHO" в этой фразе?

Как, "есть какие-то статьи со странными результами, может врут, может нет".

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 minutes ago, AlexKaz said:

Прямой текст с объяснением, взято там же.

Бьюи.pdf

Александр, ну чесслово...

Хочется ответить как Промокашка "Да и я так смогу" и набрать в ворде слов и формул наугад...



...На рис. 4.3. изображено изменение температуры в термоупругом и термопластическом диапазонах, где ясно видно быстрое возрастание температуры T со временем...

Мне, например, не видно ни возрастания температуры, ни самого рисунка 4.3.

Да, я понимаю, что речь о той выше представленной репродукции в н-ном поколении. Но эта записка ничем не лучше ее.

 

Есть ссылки на оригинальную статью, где описывается эскперимент, или на источники, где он обсуждается?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
51 минуту назад, AlexKaz сказал:

смоделить такую задачку в МКЭ

вру, у ANSYS теперь есть ACT на эту тему, и новые солиды со связкой тепло + механика. и теория выше нашлась.

6 минут назад, piden сказал:

Есть ссылки на оригинальную статью, где описывается эскперимент, или на источники, где он обсуждается?

https://yandex.ru/yandsearch?stype=first&clid=1909644&text=Huy Duong Bui Fracture Mechanics%3A Inverse Problems and Solutions&lr=65&redircnt=1510587396.1

:biggrin: Где-то в тексте была ссылка на первоисточник 60-т лохматого года .

Изменено пользователем AlexKaz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Итого:

IMHO превратилось в

"ищите сами", и

9 minutes ago, AlexKaz said:

Где-то в тексте была ссылка на первоисточник 60-т лохматого года .

 

77307622.gif

 

11 minutes ago, AlexKaz said:

и теория выше нашлась.

Теория чего? Охлаждения при эластичных деформациях? Ее ожидает такая же участь? 

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20 часов назад, piden сказал:

Что это за газета? :biggrin:

Я восхищен вопросом!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
15 часов назад, AlexKaz сказал:

Как, "есть какие-то статьи со странными результами, может врут, может нет".

Мне нравится вариант расшифровки имхо: "имею мнение хрен оспоришь", ну или хотя бы "по моему личному мнению". Оказалось, ни то, ни другое - не Ваш случай)

 

16 часов назад, AlexKaz сказал:

По-моему наш диалог зашёл в тупик.

Ага. И теперь стало ясно почему - разные понятия. Кажется, мы с @piden ждали от IMHO какого-то внутреннего смысла, а не предложения почитать в гугле.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

"По моему скромному мнению" RTFM в данном случае гораздо удобнее

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 13.11.2017 в 18:34, AlexKaz сказал:

новые солиды со связкой тепло + механика. и теория выше нашлась.

 

В 29.10.2017 в 12:07, hr4d сказал:

Есть же еще solid227 и тогда можно определить температуру 

Только нифига не решается ничего сложнее трущихся брусков. Но тут есть поправка, что я кривой, как турецкая сабля :biggrin:

Но я пока пытаюсь))

Изменено пользователем hr4d

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
23 часа назад, AlexKaz сказал:

"По моему скромному мнению" RTFM в данном случае гораздо удобнее

Мне показалось, или для Вас IMHO=RTFM?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

In my horrible opinion ! = read the ducking manual так то

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу