Maximal

Модель полимера

Pinned posts

ID: 1   Опубликовано: (изменено)

Всем доброго дня!

На разрывной машине получены экспериментальные характеристики "сила-перемещение" нескольких цилиндрических образцов из полипропилена. Эксперимент проводился по ГОСТ 11262-80 при темп. 20 С.

 

5a743a9d54b89_--001.jpg.8d3534b9c3880a0e28c23425193c7f05.jpg

Затем получена диаграмма в координатах "напряжение-деформация" 

Stress-strain-001.jpg.d9a67c4f1fdbb2c1bfadfab27aa8d6bf.jpg

Нашел полученные характеристики похожие с (файл весь не загружается) 

Скрытый текст

Miller_Axel_ANSYS_2014_Detroit.jpg.c2e4152fdc4c57062db7a9f4ed4c3dbf.jpg

Далее пытаюсь подобрать свойства материала и смоделировать этот разрыв в ANSYS MAPDL.

Для этого на отрезке от 0 до σт свойства материла задаю упругими модуль упругости (MP,EX,1,600е6 МПа ) и коеф. Пуассона   (MP,PRXY,1,0.3)

Далее на отрезке от σт до σв задаю мультилинейное изотропное упрочнение (TB,PLASTIC,1,,,MISO) с вычетом упругих деформаций (значения здесь MISO.txt)

А вот ка быть далее? После σв  напряжения релаксируют, т.к. наблюдается снижение усилия на кривой. Этот процесс решил описать свойством ползучести (но...не полностью уверен).

В хелпе есть 13 моделей ползучести. Остановился на 2-ой модели с включенной опцией RATE,ON, да и примеры кое-какие есть здесь https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent14/help/ans_str/Hlp_G_STR8_3.html#strmiscre6801 

Пробую рассчитать/подобрать коэффициенты ползучести при помощи Curve Fitting Creep Models так, как описано здесь https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent14/help/ans_mat/Hlp_AM_CMCF.html#ncmcftable3 

но в итоге выдает ошибку error during solution. 

Вопрос: правильно ли я выбрал модель ползучести? и Как рассчитать/подобрать коэффициенты ползучести?

В планах провести такие же эксперименты только с учетом температуры.

Прошу вашего дельного совета в данном вопросе.

Всем откликнувшимся огромная благодарность!

 

Изменено пользователем Maximal

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts
7 минут назад, Maximal сказал:

Для этого на отрезке от 0 до σт свойства материла задаю упругими

так будет лучше: на отрезке от 0 до σпр 

7 минут назад, Maximal сказал:

После σв  напряжения релаксируют, т.к. наблюдается снижение усилия на кривой.

Смотрите на тру стресс. Не падают они. И не могут падать.

9 минут назад, Maximal сказал:

Прошу вашего дельного совета в данном вопросе.

исключите ползучесть из вопроса. У Вас не те промежутки времени. Вязкоупругость и вязкопластичность - то, что могло бы Вам понадобиться (по сути та же ползучесть, но в более адекватных терминах). Но это сильно позже.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 минуты назад, soklakov сказал:

так будет лучше: на отрезке от 0 до σпр 

да, я итак пробовал, но чтобы меньше точек было решил от 0 до σт

4 минуты назад, soklakov сказал:

Смотрите на тру стресс. Не падают они. И не могут падать.

это я вижу. анализировал экспериментальную диаграмму. усилие снижается...напряжения - нет.

что скажите на счет вот этого?

16 минут назад, Maximal сказал:

Вопрос: правильно ли я выбрал модель ползучести? и Как рассчитать/подобрать коэффициенты ползучести?

 

21 минуту назад, soklakov сказал:

исключите ползучесть из вопроса. У Вас не те промежутки времени. Вязкоупругость и вязкопластичность - то, что могло бы Вам понадобиться (по сути та же ползучесть, но в более адекватных терминах). Но это сильно позже.

этого я не заметил, сори

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
23 минуты назад, soklakov сказал:

Но это сильно позже.

насколько позже?..)

24 минуты назад, soklakov сказал:

Вязкоупругость и вязкопластичность - то, что могло бы Вам понадобиться

чтобы Вы посоветовали? 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
24 минуты назад, Maximal сказал:

усилие снижается...

потому что площадь уменьшается.

23 минуты назад, Maximal сказал:

чтобы Вы посоветовали?

Моделировать пока на просто пластичности. А вязкость вводить по мере несовпадения с экспериментом.

Заводите в модель тру стресс. Грузите жестко(перемещением). Усилие в заделке должно будет падать после пика(образования шейки). Задача получить в расчете график усилие-перемещение такой же как в эксперименте. Это хорошее начало. Для фиксации места образования шейки могут понадобиться начальные несовершенства в модели (в перспективе  стохастическое распределение свойств).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Спасибо, это все я уже делал и вот что получил. это зависимость реакции (Н) в узле в заделке от перемещения (м)

polimer.jpg.5e47983ac13fec9e3c60a3fccb5c2deb.jpg

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Maximal , на мой взгляд, с графиком из поста 1 не сильно совпадает. А на ваш?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

угу...как-то не очень)

поэтому нужно вязкость вводить 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 minutes ago, Maximal said:

угу...как-то не очень)

поэтому нужно вязкость вводить

"У меня на лыжах с маленькой горки плохо получается, падаю.. Съеду-ка я лучше с большой, вдруг лучше получится!"

 

Остаётся только поддержать аплодисментами)

:clap_1:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

глаза боятся руки делают  - лыжи едут

28 минут назад, piden сказал:

Остаётся только поддержать аплодисментами)

и на этом спасибо 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 02.02.2018 в 16:45, Maximal сказал:

поэтому нужно вязкость вводить

Попробуйте сначала параметры пластичности подобрать хотя бы чтобы совпадать по пиковому значению нагрузки и по соответствующему ему перемещению. Чтобы вязкость вводить, Вам нужны два-три графика, соответствующих разным скоростям нагружения. Пока их нет - нет смысла пытаться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 05.02.2018 в 11:29, soklakov сказал:

Попробуйте сначала параметры пластичности подобрать хотя бы чтобы совпадать по пиковому значению нагрузки и по соответствующему ему перемещению.

параметры пластичности по пиковому значению подобрал

5a8821056f13c_-.thumb.jpg.67d982154ab09a22e1a4f0f52bc4e536.jpg

эксперименты с разными скоростями нагружения провел

вот, что получилось

5a8821b1a97c7_-.thumb.jpg.7d50470404041217eb650bc5fcafd850.jpg

 

5a8821b8ce184_-.thumb.jpg.c660c766d2a0583f5c7f1553293e8d5f.jpg

затем вязкость ввожу посредством команды PRONY https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/17.2/en-us/help/ans_str/Hlp_G_STR8_3.html#strviselastlm61199512

вот так

Скрытый текст

MU=0.3

Ro=910

 

E_1=24.1e9        ! рассчитано с эксперимента 
E_2=12.75E8       !это произвольное значение

NU_1=1.495E9    !это произвольное значение
NU_2=5.390E9    !это произвольное значение

 

G_1=E_1/(2*(1+MU)) 
G_2=E_2/(2*(1+MU))
K_1=E_1/(3*(1-2*MU))
K_2=E_2/(3*(1-2*MU))

E_0=E_1+E_2
G_0=G_1+G_2
K_0=K_1+K_2

A1=G_1/G_0        ! Relative modulus
A2=G_2/G_0

T1=NU_1/E_1        ! Relative time
T2=NU_2/E_2

MP,EX,1,E_0
MP,PRXY,1,MU
MP,DENS,1,RO

 

TB,PRONY,1,,II,SHEAR    ! Define Prony constants
*IF,II,EQ,1,THEN
    TBDATA,1,A1,T1
*ELSE
    TBDATA,1,0,T1,0,T2
*ENDIF

TB,PRONY,1,,II,BULK    ! Define Prony constants
*IF,II,EQ,1,THEN
    TBDATA,1,A1,T1
*ELSE
    TBDATA,1,0,T1,0,T2
*ENDIF

в итоге получается какая-то ерунда

polimer.jpg.7860ea7f59fcc5990468e1a899c1a99e.jpg

прошу вашей помощи направить мои действия в нужном направлении. 

всем спасибо!

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

да вроде получилось

5a889a08676d9_polimerprony4.jpg.0ec3c693af583bdb12577f1e60796513.jpg

так-то получше будет

но вопросики остались....

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 18.02.2018 в 00:12, Maximal сказал:

так-то получше будет

но вопросики остались....

win-win-win

В один бы график собрать четыре материала для проверки: для двух скоростей нагружения эксперимент, и для двух скоростей нагружения - расчет. все в одну плоскость.

А где вопросики?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вам нужно истинную диаграмму задавать. На участке после σв чтоб построить кривую нужно относительное сужение после разрыва знать. Рекомендую для лучшей сходимости применять все же закон кинематического упрочнения, с изотропным были задачи, где решение останавливалось, причем статика и были так же остановки с формулировкой типа "выходит за пределы теории расчета" (хотя сами по себе напряжения эквивалентные были на порядки меньше текучки). Судя по приведенной кривой вам подойдет. По приведенной зависимости можно достаточно точно построить.

 

 

Sigm.png

Изменено пользователем Chingachguk
1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Chingachguk , выложили бы уже всю статью тогда. А то еще думать, причем тут N1 и N2 и что такое отвлеченные единицы.

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 часов назад, Chingachguk сказал:

Вам нужно истинную диаграмму задавать

согласен...я так и делал (см. пост №1). угол наклона кривой зависимости "сигма-епсилон" должен быть >= 0.

 

10 часов назад, Chingachguk сказал:

с изотропным были задачи, где решение останавливалось

да... пока такого не наблюдал.

спасибо за рекомендации.... и за ссылку :smile:

10 часов назад, piden сказал:

выложили бы уже всю статью тогда. А то еще думать, причем тут N1 и N2 и что такое отвлеченные единицы.

это дисер

23 часа назад, soklakov сказал:

В один бы график собрать четыре материала для проверки: для двух скоростей нагружения эксперимент, и для двух скоростей нагружения - расчет. все в одну плоскость.

как сделаю обязательно поделюсь 

23 часа назад, soklakov сказал:

А где вопросики?

потом и вопросики полезут.. как червячки:smile:

Поделиться сообщением


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

это дисер

Как это выяснилось?)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Maximal Можно лукавый вопрос: Ваше изделие из термопласта будет работать под нагрузкой менее 0,1 часа?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 20.02.2018 в 09:27, Maximal сказал:

как сделаю обязательно поделюсь

лайк

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

сравнил эксперимент и теорию

вот что получилось

5a93e4bad8019_.thumb.jpg.c329e509413be28f9a33066b0a95214d.jpg

значения вязкости подбирал 

для скорости разрыва 5 мм/мин

Скрытый текст

E_1=2.23E9

E_2=7.75E7

NU_1=3.495E10
NU_2=5.390E9

для скорости разрыва 10 мм/мин

Скрытый текст

E_1=2.23E9

E_2=7.75E7

NU_1=2.2E10
NU_2=5.390E8

 

В 19.02.2018 в 08:47, soklakov сказал:

А где вопросики?

адекватные ли получились результаты, если значения NU_1 и NU_2 в модели материала для разных скоростей отличаются?

можно ли NU_1 и NU_2 рассчитать теоретически по экспериментальным кривым?

почему не моделируется шейка при растяжении материала (когда не вводил вязкость шейка была)

5a93e6d3bf045_polimerprony5.thumb.jpg.abf6ee8d5fb66a72d2a27bbf1308f0e0.jpg

и еще...перед тем как вводить вязкость, пришлось подбирать параметры пластичности (пост №11, №12). в таком случае истинные напряжения пришлось увеличить на 32 %

(в отличии от эксперимента). почему экспериментальные истинные напряжения не дают адекватного результата по параметрам пластичности?

спасибо! 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 минут назад, Maximal сказал:

адекватные ли получились результаты, если значения NU_1 и NU_2 в модели материала для разных скоростей отличаются?

вообще, история была в том, чтобы получить результаты на одном  и том же материале - то есть на одном и том же наборе свойств. иначе смысл?

Но в любом случае полученный график уже круто и большой успех)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Только что, soklakov сказал:

вообще, история была в том, чтобы получить результаты на одном  и том же материале

так и есть. ничего не поменялось...))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
9 минут назад, Maximal сказал:

почему не моделируется шейка при растяжении материала (когда не вводил вязкость шейка была)

как насчет поискать ответ на вопрос, почему она была (без вязкости)? и почему она есть в реальности? совпадают ли эти причины?)

Только что, Maximal сказал:

так и есть. ничего не поменялось...))

тогда я, видимо, не понял Вашего рассказа о смене свойств для разных скоростей нагружения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

1 час назад, soklakov сказал:

как насчет поискать ответ на вопрос, почему она была (без вязкости)?

ну так.. шейка возникает по причине накопления пластической деформации в материале и концентрирования/сосредоточивания ее в одном месте при растяжении

в эксперименте шейка возникала, а вот при моделировании (с вязкостью) нет, хотя кривые усилие/перемещение совпадают. или не обращать внимания на это 

2 часа назад, soklakov сказал:

тогда я, видимо, не понял Вашего рассказа о смене свойств для разных скоростей нагружения.

либо я не понял Вашего вопроса...

2 часа назад, soklakov сказал:

чтобы получить результаты на одном  и том же материале

задачей было подобрать параметры материала для разных скоростей нагружения (в эксперименте материал один и тот же)

получилось следующее: чтобы подогнать под экспериментальные кривые для разных скоростей нагружения пришлось параметры вязкости  NU_1 и NU_2 ввести разные, что не совсем правильно, потому как должны отражать один и тот же материал. в связи с этим вопрос

2 часа назад, Maximal сказал:

можно ли NU_1 и NU_2 рассчитать теоретически 

чтобы не подбирать каждый раз

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 минуты назад, Maximal сказал:

получилось следующее: чтобы подогнать под экспериментальные кривые для разных скоростей нагружения пришлось параметры вязкости  NU_1 и NU_2 ввести разные, что не совсем правильно, потому как должны отражать один и тот же материал.

вот здесь лучше остановиться и заняться поиском материала или модели или констант, которые на одном наборе свойств будут Вам предсказывать эксперимент. и не переходить к Вашему вопросу.

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