Jump to content

Моделирование сжатия пенопалста (вспененного полипропилена ВПП)


Recommended Posts

Goodcar

Добрый день, коллеги! Прошу Вашей помощи..

Цель: смоделировать сжатие блока 50х50х50 мм плитой с постоянной скоростью (имитация испытания на сжатие блока на машине для сжатия).

Материал блока: ВПП (вспененный полипропилен), либо ВПС (вспененный полистирол), в данном случае это не очень важно, и то и то можно назвать пенопластом  (MAT 83 FU CHANG FOAM).

Материал плиты: сталь (MAT 20 RIGID).

Скорость опускания плиты: 1) 10 мм/ мин (0,16 мм/с), 2) 100 мм/мин (1,6 мм/с) 3) 1000 мм/мин (16 мм/с). Скорость задана с помощью Prescribed Motion Rigid.

Анализ: использовал и implicit и explicit анализ.

К сожалению, я попал в тупик, помогите разобраться в следующих вопросах:

1) Поскольку свойства материала ВПП и ВПС зависят от скорости деформации, то его принято моделировать материалом MAT 83 FU CHANG FOAM (на основе литературных источников), который позволяет использовать таблицу со значениями скоростей и соответствующими полученными кривыми для каждой скорости. Экспериментально были получены 3 кривые напряжение - сжатие (stress - strain) при трёх скоростях  1) 10 мм/ мин (0,16 мм/с), 2) 100 мм/мин (1,6 мм/с) 3) 1000 мм/мин (16 мм/с). Основной вопрос, в каких единицах указывать скорость деформации в DEFINE TABLE? Я работаю в системе единиц измерения с, Н, МПа, т, мм, то есть скорость указывать в мм/с (т.е. 0,16 - кривая 1, 1,6 - кривая 2, 16 - кривая 3? Или указывать в с-1 (0,0033-кривая 1, 0,033 - кривая 2, 0,33 - кривая 3?  Правильно ли я считаю скорость деформации по формуле (L-Lнач)/(Lнач*t исп)?

2)Правильно ли я понимаю, что в подобных материалах MAT 83 если скорость будет больше указанной максимальной кривой или меньше указанной минимальной кривой, то в расчёте будет использоваться либо сама верхняя, либо самая нижняя кривая соответственно, а все значения скорости, которые будут между макс. и мин. скоростями будут интерполироваться?

3) Что если мне необходимо будет смоделировать потом с этим материалом столкновение с большей скоростью, скажем 2000 мм/с, то программа будет использовать максимальную кривую напряжения сжатия, а это всего 16 мм/ с в моём случае.. Будет ли это корректно? Или необходимы кривые для интересующих меня скоростей? Тогда как их физически определяют в экспериментах? Из литературных данных известно, что данные материалы показывают рост графика напряжение сжатие до скорости 80-90 с-1, а далее не изменяются.

4) В случае явного анализа (Explicit) при указании в таблице трёх кривых и соответствующих скоростей в с -1 (0,0033 с-1-кривая 1, 0,033 с-1 - кривая 2, 0,33 с-1- кривая 3), используя разные скорости опускания плиты во-первых не наблюдается интерполяции между кривыми (значения напряжения по результатам расчёта на какой-либо конкретной кривой лежат), во-вторых переход между кривыми осуществляется не пре тех скоростях, которые указаны в таблице (пример: в таблице указано 0,0033 с-1 (соотв. 0,16 мм/с) - кривая 1, 0,033с-1 (соотв. 1,6 мм/с) - кривая 2. При скорости опускания плиты 0,10 мм/с и ниже расчёт напряжение происходит по кривой напряжения для скорости 0,0033 с-1 (0,16 мм/с), а при скорости выше 0,10 мм/с расчёт напряжения от деформации проводится по второй кривой.. Почему переход именно на скорости 0,1 мм/с, а не на 0,16 мм/с?)

В случае неявного динамического анализа (Implicit) при всех тех же значениях скоростей и кривых, как и для явного анализа, перехода между кривыми в результатах расчёта напряжения не происходит, напряжение всегда показывается по самой нижней кривой.. Неявный динамический анализ не умеет работать с материалами, зависящими от скорости или это я где-то что-то не указываю?

Заранее благодарю всех откликнувшихся.. Надеюсь ответы на данные вопросы помогут не только мне, но и многим другим пользователям, столкнувшимся с такими же проблемами.

 

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
AlexKaz

1) 1/с если нет никаких примечаний в Хэлпе к материалу.

инженерная скорость деформирования не равно истинная скорость деформирования.

деформации - безразмерная величина.

2) есть прямое пояснение от разрабов в статье на dynalook про mat83 - да.

3) следуйте известным опытным данным. если пишут что есть предел 80-90 - Вы вправе сослаться на эти источники или другие источники более углублённые. естественно, пока для вашего материала нет ваших же экспериментальных достоверных и перепроверенных данных,  все гипотезы - это только гипотезы, и моделирование - не истина в первой инстанции и не панацея.

4) не путайте скорость деформирования конечного элемента как некую характеристику поля НДС и скорость движения штампа/прижима. также внимательно смотрите на НДС и тип - инженерные или истинные данные. В таблицы и в материалы забивают истинные кривые сигма-эпсилон (если в Хэлпе для материала не оговорено иное).

 

Неявный решатель имеет десятки настроек (и есть целая ватага неявных решателей), в т.ч. позволяет учитывать скорости. Смотрите настройки.

Edited by AlexKaz
  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
Goodcar

AlexKaz, спасибо, в общем всё получилось, кроме того, что я по прежнему не могу разобраться с пунктом 4. То есть при квазистатическом испытании на сжатие при постоянной скорости 0,16 мм/с и указании графика истинных напряжений - деформаций (график получен экспериментально на установке) я получаю значения напряжение по результату моделирования отличные от значений, которые я получил экспериментально на машине для сжатия при той же скорости, хотя кривую я задал именно ту же самую при той же скорости. Однако, поскольку при указании кривой я использовал безразмерную величину скорости деформации, характерную для данной скорости, а именно 0,0033 с-1, означает ли это, что я мог ошибиться в расчёте значения 0,0033 с-1 и поэтому происходит смещение значений? Грубо говоря скорость деформации 0.0031 с-1 не соответствует скорости сжатия 0,16 мм/с ?

Link to post
Share on other sites
AlexKaz
29 минут назад, Goodcar сказал:

я получаю значения напряжение по результату моделирования отличные от значений, которые я получил экспериментально на машине для сжатия при той же скорости

Какой процент отличия? Опций у материала довольно много. Думаю, дело в их корректной настройке, гладкости кривых, совпадению размерностей в кривых с размерностями в модели и т.п. Как вижу, можно даже интерполировать кривые самостоятельно и оставить только ряд констант. Думаю, вряд ли кроме общих рекомендаций что-то ещё можно посоветовать. В конце-концев, есть и другие материалы в библиотеке.

1 час назад, Goodcar сказал:

Однако, поскольку при указании кривой я использовал безразмерную величину скорости деформации, характерную для данной скорости, а именно 0,0033 с-1, означает ли это, что я мог ошибиться в расчёте значения 0,0033 с-1 и поэтому происходит смещение значений? Грубо говоря скорость деформации 0.0031 с-1 не соответствует скорости сжатия 0,16 мм/с ?

Эм, возможно я затупил. Значения e/dt вроде те самые, что в первом посте: 0.0032/с, 0.032/с, 0.32/с. А вот значения de/dt будут другими.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
AlexKaz
17 часов назад, Goodcar сказал:

Правильно ли я считаю скорость деформации по формуле (L-Lнач)/(Lнач*t исп)?

Нет. Мой косяк что пропустил формулу. https://mash-xxl.info/page/241120010095106191222081001160135220114091020008/

V — скорость перемещения захвата. Из соотношения (1) следует, что для поддержания постоянной скорости деформации при сжатии или растяжении в течение деформирования необходимо менять скорость перемещения инструмента.

Edited by AlexKaz
  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
Goodcar

Да, всё верно, в целом так и получается... в формуле (L-Lнач)/(Lнач*t исп),  (L-Lнач)/t исп это есть скорость движения плиты, после чего мы по сути эту скорость делим на начальную высоту 50 мм и получаем те самые 0,0032 с-1 при скорости опускания плиты равной 0,16 мм/с. Или я ошибаюсь?

Link to post
Share on other sites
AlexKaz

Есть различие с V/(L-Lнач)?

V здесь константа, Lнач константа. Осталось подставить L.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
AlexKaz
3 часа назад, AlexKaz сказал:

V/(L-Lнач)

Ну или V/(H0 - abs(L-Lнач)) и т.п., где H0 = 50 мм

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
Fedor

Один мой знакомый лет 35 назад по моей программе рассчитывал резиновые амортизаторы для станков. И сравнивал с экспериментами.  Так рассказал, что сначала эксперимент давал большую податливость , а потом все шло параллельно расчетам, то есть хорошо совпадало. Хотел он даже какую-то теорию придумать о нелинейном поведении резины, но не сходилось с чистыми экспериментами на резине. Тогда он взял ножовку зажал амортизатор в тиски и распилил пополам. Там были две железки соединенные через резину. Оказалось, что при изготовлении у металла образовывались воздушные пузырьки в резине и пока давление было небольшое, то сжимался воздух в пузырьках, а при достижении определенного давления в них начинала деформироваться уже резина и , конечно , уже по теории упругости :) 

Edited by Fedor
  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
Goodcar
10 часов назад, Fedor сказал:

Один мой знакомый лет 35 назад по моей программе рассчитывал резиновые амортизаторы для станков. И сравнивал с экспериментами.  Так рассказал, что сначала эксперимент давал большую податливость , а потом все шло параллельно расчетам, то есть хорошо совпадало. Хотел он даже какую-то теорию придумать о нелинейном поведении резины, но не сходилось с чистыми экспериментами на резине. Тогда он взял ножовку зажал амортизатор в тиски и распилил пополам. Там были две железки соединенные через резину. Оказалось, что при изготовлении у металла образовывались воздушные пузырьки в резине и пока давление было небольшое, то сжимался воздух в пузырьках, а при достижении определенного давления в них начинала деформироваться уже резина и , конечно , уже по теории упругости :)

Спасибо за интересный рассказ) бывает и такое..

Link to post
Share on other sites
Goodcar

Коллеги, а подскажите, можно ли из Dyna вытащить значения скорости деформации в результатах?

Link to post
Share on other sites
Goodcar
1 час назад, AlexKaz сказал:

изображение.png

Всё перед глазами.. ) Очень выручили! Спасибо!

Link to post
Share on other sites
Goodcar

Коллеги, большое спасибо за помощь. Фактически со всем разобрался и получилось, то чего я хотел за одним исключением. В динамическом implict анализе всё прекрасно работает и по результатам график скорости деформации во времени выглядит идеально и сходится с расчётным на всём интервале испытания (сжатия). Но при явном моделировании того же процесса, график зависимости скорости деформации от времени выглядит довольно странно и после определённой деформации начинает очень сильно "скакать", что сказывается соответственно и на результатах определения напряжений (поскольку заложены несколько кривых для разных скоростей). Пробовал менять контакт и делать без контакта, прикладывая скорость к верхним узлам кубика, эффект тот же. Очевидно происходит какая-то ошибка при расчёте. Элементы использую тетры. Может быть подскажете в каком направлении можно двигаться, чтобы устранить такие колебания скорости деформации? 

 

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.




  • Сообщения

    • Artut
      Спасибо, помогло. Как тут плюсануть в репутацию?
    • Udav817
      Под полным скруглением вы подразумеваете вырождение плоскостей первоначального тела? Чтобы у пирамиды не осталось плоских граней? Ну такое Компас точно не может. Да и не только Компас. У меня в Solid Edge тоже ошибку выдаёт. Даже последовательное скругление не поможет. И, кстати, это в целом с геометрией так. Уберите цилиндр и попробуйте отдельно пирамиду так скруглить. И вас геометрическое ядро так же пошлёт учить матан и логику.  Это вам надо искать программу, которой геометрический движок позволит такое вытворять, вырождая поверхности полностью, даже не превращая их в точку (в точку, кстати, тоже не всякое ядро сможет).  
    • Kelny
      Для символа по ГОСТ доступ к полям не доступен через API. Можно попробовать поковырять через WinAPI.   Если речь об установках электронных компонентов, то там возможно проще блоки использовать, а в блоках на ставится элемент сварка/пайка/наклеивание и соответственно приходится использовать заметку и простой эскиз для значков.   Как вариант к заметке дорисовывать эскизы (как бы внутри элемента заметки - API это позволяет), но не уверен что можно будет нарисовать эскиз привязанный к направлению линии выноски. Возможно для контроля выноски и положения значка можно втиснуть в файл встроенный макрос, который будет следить за выноской и перерисовывать значок. Из минусов этого метода, что доступ к эскизам заметки только средствами API, но проблем с отображением на других машинах, где нет макроса, вроде быть не должно (ну только что без макроса редактировать/обновлять эскизы в таких заметках не получиться).   В Solidworks часто в записи бывает мало полезного. А вот уже готовые похожие примеры в справке по API попадаются.
    • Kelny
      Возможно программа ранее задавала какие-то вопросы на которые вы поставили галочку БОЛЬШЕ НЕ СПРАШИВАТЬ и возможно в выборе было НЕ СОХРАНЯТЬ, вот и не сохраняет. Возможно стоит вернуть все или нужные запросы системы, что на этот раз ответить правильно или не ставить больше галочек БОЛЬШЕ НЕ СПРАШИВАТЬ.   Инструменты-Параметры...-Настройки пользователя-Запросы и уведомления (или как-то так)        
    • Kelny
      Зачем? Чем не устроил ГОСТ 13682-80 МЕСТА ПОД КЛЮЧИ ГАЕЧНЫЕ? Например:  и т.п.
    • Kelny
      Окно точно полностью на экран умещается? Размер окна пробовали менять? Уменьшить за рамку (например, сверху рамки) или увеличить (например квадратик рядом с крестиком в правом верхнем углу заголовка окна). Возможно в какой-то момент было уменьшено разрешение экрана и окно перестало влезать на экран.
    • Kelny
      Возможно, отобразить только одну деталь и можно делать чертёж на одну деталь. В некоторых случаях деталь можно изготовить по файлу модели. А где сам макрос/программа?
    • Tumkalo
      Здравствуйте, подскажите пожалуйста постпроцессор на Hartford под какую САМ программу? Буду очень благодарен вам)))
    • Александр apdbox
      Здравствуйте! SOS! MAYDAY! HELP!   Работаю оператором ЧПУ, токарный, стойка Siemens SINUMERIK 828D.   Наше предприятие решило купить Вертикальный токарный обрабатывающий центр с ЧПУ FULLTONTECH CK5112 HM, система: SINUMERIK 828D.   По факту оказалось, что справиться с поставленной задачей непросто. И выбор в оказании помощи в виде консультанта выпал на меня. Раннее не занимался решением вопросов покупки станков и их комплектацией. Отнесся к этому вопросу с пониманием и серьезно.   Что касается дополнительной комплектации станка железом, вопросов не возникло. Но с системой ЧПУ SINUMERIK 828D вопросов очень много.   Вот несколько из них. Начну с истоков.   ПЕРВЫЙ ВОПРОС: Производитель  устанавливает на станок подходящую по функционалу Аппаратную часть для СЧПУ (PPU). По умолчанию эта СЧПУ (PPU) активируется и имеет бессрочную возможность функционирования.  Как люди говорят. Это основа.   У Siemens есть каталог дополнительных опций, а именно: SIEMENS AG GLOSSARY FUNCTION AND TERMS. Где все дополнительные опции имеют определенный код для заказа, например: Advanced Position Control APC, Option M13,  Article No.: 6FC5800-0AM13-0YB0.   Возникает вопрос. Какой Article No. у самой СЧПУ (PPU)? Мы хотим знать конкретно, что это и как это будет работать в данной ситуации в мире на нашем станке. Степень нашей защиты от сбоев ПО на станке.     ВТОРОЙ ВОПРОС: Все станки различны по виду операций на них возложенных. Для определенных операций на СЧПУ (PPU) активируются опции. Эти опции имеют определенный срок своего функционирования или бессрочны.   Вернемся к SIEMENS AG GLOSSARY FUNCTION AND TERMS. Например, опция Axis collision protection PROT, Option N06, Article No.: 6FC5800-0AN06-0YB0. Как я понимаю, ответственный производитель должен посоветовать какие опции для покупаемой модели станка нужны. Объясняет, как происходит их активация и сообщает стоимость указанных опций. В итоге, покупатель получает станок укомплектованный ПО и железом, и не переживает, что через какое-то время ПО или дополнительные функции отключатся.   ТРЕТИЙ ВОПРОС: Вертикальный токарный обрабатывающий центр с ЧПУ FULLTONTECH CK5112 HM, система: SINUMERIK 828D. После проверок предложенных опций я остановился на следующих из каталога.   SINUMERRIK 828D OPTIONAL FUNCTIONS 1.       6FC5800-0AS35-0YB0 2.       6FC5800-0AP58-0YB0 3.       6FC5800-0AP16-0YB0 4.       6FC5800-0AP17-0YB0 5.       6FC5800-0AP05-0YB0 6.       6FC5800-0AP13-0YB0 7.       6FC5800-0AP25-0YB0 8.       6FC5800-0AP22-0YB0 9.       6FC5800-0AP28-0YB0 10.     6FC5800-0AP01-0YB0 11.     6FC5800-0AM78-0YB0 12.     6FC5800-0AP30-0YB0 13.     6FC5800-0AM08-0YB0 14.     6FC5800-0AS07-0YB0 15.     6FC5800-0AS17-0YB0 16.     6FC5800-0AS16-0YB0 17.     6FC5800-0AP18-0YB0 18.     6FC5800-0AP67-0YB0 19.     6FC5800-0AP56-0YB0 20.     6FC5800-0AP77-0YB0 21.     6FC5800-0AP75-0YB0   Я правильно сориентировался в данном вопросе? Этот список опций полный для данного станка или надо дополнить? Не окажется так, что есть лишние опции, которые ну совсем не пригодятся, и мы зря вложим деньги?   Спасибо за уделенное мне время. Помощь и ответы. Наилучшие пожелания. С уважением, Александр.
    • soklakov
      Ровно такой же . Так он есть. Ну и что, что плавный. Молодец. С другого конца тоже касательную постройте, на пересечении нагрузка, выше которой лучше не лезть. А лучше иметь запас к ней. И было бы комфортнее по горизонтали перемещения, а силу вверх. Но уж как хотите, если в расчетах ненадолго, можете не привыкать. Погуглите, и расскажите здесь, как вы понимаете, что такое "пластический шарнир".   А если все стандарты вдруг сгорят, как работать будем? Конкретно это число - нет. Но у стали есть предельная пластическая деформация. Ее не стоит превышать даже в точке, макро трещина пойдет. Красавчег!!!
×
×
  • Create New...