Нелинейная задача, Large Deflection

[soklakov 1 475]

13 минуты назад, AlexKaz сказал:

В LS-DYNA только так и получается (но с гораздо большей диссипацией - такие уравнения хреново сходящиеся).

решая задачу явными методами, если она на самом деле статическая, действительно, стоит добавить большое демпфирование, которого, быть может и нет в системе по факту.

явные методы для моделирования гиперэластиков могут иметь преимущество, поскольку позволяют более гибкие, точнее, любые модели материалов.

 

но в большинстве случаев задача о деформировании гиперэластиков статическая. показаний, что модели не подходят пока нет. так зачем торопиться в лсдайну?

45 минут назад, soklakov сказал:

То есть есть сжимаемые гиперэластики, но не Neo-Hookean

 

4 минуты назад, dbarlam сказал:

Есть гиперупругие модели с учетом сжимаемости. 

так точно. OgdenFoam, например.

[AlexKaz 1 821]

5 минут назад, soklakov сказал:

так зачем торопиться в лсдайну?

смешались в кучу кони-люди...

подождём тса

[dbarlam 184]

https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperelastic_material

https://caeai.com/blog/determining-compressibility-properties-hyperelastic-fea-models

http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_IV/Chapter_1_Hyperelasticity/PDF/Elasticity_04_Isotropic_Hyperelasticity.pdf

 

Для справки

[soklakov 1 475]

1 минуту назад, AlexKaz сказал:

смешались в кучу кони-люди...

я, возможно, неправильно понял, но Вы предлагали задать демпфирование. что как бы подразумевает побег в лсдайну, поскольку в статическом расчете неявным методом демпфирования никакого нет и задать его некуда. вот я и спрашиваю, зачем туда торопиться? нормально же общались.

[AlexKaz 1 821]

19 минут назад, soklakov сказал:

я, возможно, неправильно понял,

с каких пор диссипация энергии распространяется только на динамику?

я ж не гений, мне нужны факты, а не ваши домыслы на 2 страницы. уравнения смотреть интереснее чем читать флуд.

Изменено 8 мая 2019 пользователем AlexKaz

[soklakov 1 475]

5 минут назад, AlexKaz сказал:

с каких пор диссипация энергии распространяется только на динамику?

я ж не гений, мне нужны факты, а не ваши домыслы на 2 страницы. уравнения смотреть интереснее чем читать флуд.

да, пожалуйста.

статика:

KU=F

динамика:

MU''+CU'+KU=F

C - диссипация

 

я может чего путаю, может расскажете о новых тенденциях)

[dbarlam 184]

Нет новых тенденций. Диссипация успешно используется в статических задачах.

Если мне не изменяет память Абакус был одним из первых в этом вопросе. Так же успешно

это используется в MSC.MARC , MSC.NASTRAN SOL 400

Я пользовался этим . 

[soklakov 1 475]

1 час назад, dbarlam сказал:

Диссипация успешно используется в статических задачах.

вы имеете ввиду варианты типа nonlinear stabilization -  фиктивные демпферы на фиктивном времени?

[AlexKaz 1 821]

8 часов назад, soklakov сказал:

да, пожалуйста.

статика:

KU=F

динамика:

MU''+CU'+KU=F

C - диссипация

А с чего Вы решили что диссипация есть ТОЛЬКО в этом уравнении?

Где-то была пимпа "стабилизация", отвечающая за поведение решателя. Вом копать в ту сторону.

 

8 часов назад, soklakov сказал:

может расскажете о новых тенденциях)

Давайте: пересел на Linux на всех компах. Теперь Ваш ход рассказать о ваших модных тенденциях.

Изменено 9 мая 2019 пользователем AlexKaz

[soklakov 1 475]

4 часа назад, AlexKaz сказал:

Где-то была пимпа "стабилизация", отвечающая за поведение решателя.

это ненастоящее демпфирование. фиктивное на фиктивном времени. в этом смысле формулировка - никакого демпфирования, малость не точна. но я фиктивно не считаю, это да.

это "демпфирование" может помочь при поиске закритического поведения в процессе потери устойчивости. но не в этот раз.

если вы медленно и долго будете давить с постоянной силой на тело, пусть даже и из гиперэластика, то при любом демпфировании у вас будет один и тот же результат в конце.

[dbarlam 184]

https://fex.net/s/ex9t7op

 

Это По поводу искусственного демпфирования (Artificial Damping)

[Mihail_Ts 0]

Добрый день!

Всем спасибо за внимание к моей теме, особенно Soklanov.

Продолжаю разбираться с задачей. Вкратце расскажу зачем все это делается, немного повторюсь.

Разрабатываем определяющее соотношение для нового двухфазного материала, состоящего из упругого материала и воздуха, содержащегося в нем. Задача нелинейная.

Одной из подзадач является необходимость рассмотреть всестороннее сжатие шара, заполненного воздухом.

Аналитическое решение задачи получено, пытаемся проверить его численно для нелинейного случая.

 

В Mechanical APDL я действительно новичок и не скрываю этого), до этой задачи только с газодинамикой в cfx и fluent немного работал.

 

Деформирую 1/8 часть полого шара. Материал упругий. Внешний радиус - 10мм, внутренний - 9 мм (уменьшил толщину). На внутренней границе задаю постоянное давление, на внешней - кинематические ГУ. (Пытаюсь смоделировать всестороннее сжатие шара, заполненного воздухом, давление которого равно атмосферному.)

Использую модель материала Neo-Hookean, задаю геометрическую нелинейность. Задавать другие модели материала (Огден, Муни...) в моем случае не подходит, необходимо использовать имено neo-hookean, так как более всего походит на линейный случай.

 

 

Использую следующие параметры материала: mu=845, d=0,0004 (модуль объемной упругости примерно равнен 5000 Па, Коэффициент Пуассона =0,42).

На внешней границе задаю кинематические ГУ: всестороннее сжатие на 0,5мм (Displacement = -0,0005).

На внутренней границе пытаюсь задать атмосферное давление воздуха, равное 101325 Па. Задаю Pressure->On Areas = 101325.

На боковых поверхностях задаю условия симметрии: (Displacement->Symmetry B.C.).

 

Попробовал задавать разные размеры (геометрию), разные типы и размеры сетки, уменьшал шаги по времени, уменьшал степень сжатия чуть ли не до нуля - решение не получается.

 

Дошел до того, что проблема (в том числе) связана с граничными условиями на внутренней границе.

Если задаю давление на несколько порядко меньше - решение получается.

 

В связи с чем довольно глупый вопрос:

1) как проверить в каких единицах задается давление на внутренней границе?

2) правильно ли вообще таким образом моделировать воздействие давления воздуха на внутреннюю стенку?

3) Как задавать переменное давление на внутреннюю границу (в зависимости от изменяющегося внутреннего радиуса)?

 

Заранее спасибо.

[karachun 2 038]

26 минут назад, Mihail_Ts сказал:

2) правильно ли вообще таким образом моделировать воздействие давления воздуха на внутреннюю стенку?

3) Как задавать переменное давление на внутреннюю границу (в зависимости от изменяющегося внутреннего радиуса)?

Это надо смоделировать воздух специальными элементами и тогда давление будет изменяться в зависимости от объема само собой.

https://www.simutechgroup.com/tips-and-tricks/fea-articles/158-fea-tips-tricks-ansys-hsfld242-elements

https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/16.2.3/en-us/help/ans_elem/Hlp_E_HSFLD241.html

https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/16.2.3/en-us/help/ans_elem/Hlp_E_HSFLD242.html

36 минут назад, Mihail_Ts сказал:

Деформирую 1/8 часть полого шара.

Почему бы не перейти к осесимметричной постановке.

38 минут назад, Mihail_Ts сказал:

модуль объемной упругости примерно равен 5000 Па

Что-то маловато как для резины/полимера. Там порядок цифр: 1-2 ГПа.

42 минуты назад, Mihail_Ts сказал:

mu=845

И это тоже вроде маловато. Порядок цифр - единицы МПа. Короче не конструкционный материал а стекловата.

https://en.wikipedia.org/wiki/Neo-Hookean_solid

46 минут назад, Mihail_Ts сказал:

необходимо использовать имено neo-hookean, так как более всего походит на линейный случай.

Так может для начала и зададите линейный материал.

37 минут назад, Mihail_Ts сказал:

Разрабатываем определяющее соотношение для нового двухфазного материала, состоящего из упругого материала и воздуха, содержащегося в нем.

 

37 минут назад, Mihail_Ts сказал:

Аналитическое решение задачи получено, пытаемся проверить его численно для нелинейного случая.

Немного позанудствую - а экспериментальные результаты есть? Когда имеешь дело с новыми материалами то одной аналитикой сыт не будешь.

[soklakov 1 475]

45 минут назад, Mihail_Ts сказал:

1) как проверить в каких единицах задается давление на внутренней границе?

давление у Вас в тех же единицах, что Вы задаете модуль упругости.

47 минут назад, Mihail_Ts сказал:

2) правильно ли вообще таким образом моделировать воздействие давления воздуха на внутреннюю стенку?

вариант неплохой, но можно улучшить.

47 минут назад, Mihail_Ts сказал:

3) Как задавать переменное давление на внутреннюю границу (в зависимости от изменяющегося внутреннего радиуса)?

элементы HSFLD

[Борман 2 375]

59 минут назад, Mihail_Ts сказал:

1) как проверить в каких единицах задается давление на внутренней границе?

В тех же, в которых задан модуль упругости. 

Размерность модуля упругости должна быть согласовна с размерностю длины в модели.

1 час назад, Mihail_Ts сказал:

правильно ли вообще таким образом моделировать воздействие давления воздуха на внутреннюю стенку?

Если вы задаете кинематические ГУ на внешней границе, значит вы можете достаточно точно оценить объем внутренней полости после деформирования. Нужно прикинуть насколько изменилось давление воздуха внутри в этом случае. Есть законы какие-то термодинамики с французскими фамилиями или типа того. Вечно их путаю.

 

1 час назад, Mihail_Ts сказал:

3) Как задавать переменное давление на внутреннюю границу (в зависимости от изменяющегося внутреннего радиуса)?

Никак. ТОлько вручную итерационно искать равновесие.. если акутально конечно.

[soklakov 1 475]

Только что, Борман сказал:

Никак.

опачки)

[Борман 2 375]

4 минуты назад, soklakov сказал:

опачки)

Для этого элемента надо считать Pressure-Volume curve.

Слишком геморно. 

[soklakov 1 475]

13 минуты назад, Борман сказал:

Для этого элемента надо считать Pressure-Volume curve.

В смысле считать? Задавать

21 минуту назад, Борман сказал:

законы какие-то термодинамики с французскими фамилиями или типа того

.

14 минуты назад, Борман сказал:

Слишком геморно. 

но не невозможно.

[karachun 2 038]

Если задать несжимаемый материал то кинематическое ГУ будет точно задавать объем воздуха в полости а дальше P1*V1=P2*V2, отсюда можно найти P(t) но это только если сжимать медленно, чтобы воздух успел охладится то комнатной температуры.

 

 

[soklakov 1 475]

42 минуты назад, karachun сказал:

Когда имеешь дело с новыми материалами то одной аналитикой сыт не будешь.

какой он новый. Пористая резина - достаточно старый материал. Определяющих соотношений типа OgdenFoam хватает. Новизна тут так себе.