Нелинейный материал

[Turion 1]

Доброго времени суток, подскажите пожалуйста:

1) Имеется кривая деформирования материала в аналитическом виде. Есть значения полной деформации в зависимости от напряжения в каждой точке.

2) Необходимо задать эту диаграмму по точкам, и произвести с ней расчет.

Вопросы: как задать диаграмму по точкам (материал сразу ведет себя нелинейно), какой вид анализа применять ( расчет трубы от внешнего давления).

Спасибо

[Vova 419]

Доброго времени суток, подскажите пожалуйста:

1) Имеется кривая деформирования материала в аналитическом виде. Есть значения полной деформации в зависимости от напряжения в каждой точке.

2) Необходимо задать эту диаграмму по точкам, и произвести с ней расчет.

Вопросы: как задать диаграмму по точкам (материал сразу ведет себя нелинейно), какой вид анализа применять ( расчет трубы от внешнего давления).

Спасибо

Вам нужно убрать линейные составляющии из диаграммы(Getting Started with Abaqus: Interactive Edition. 10.2.3 Defining plasticity in Abaqus)

Если я не ошибаюсь, в примерах от Тезиса описано как это делать. Есть формула. Это уже несколько раз тут обсуждалось, ищите в темах.

Расчет берите обыкновенный

*STEP ,NLGEOM

*STATIC

*******

Если процесс быстродействующий, то можно и

*DYNAMIC

взять.

[soklakov 1 475]

Vova , как Вы догадались, что Turion не имел в виду, к примеру, гиперупругие материалы?

[Vova 419]

Vova , как Вы догадались, что Turion не имел в виду, к примеру, гиперупругие материалы?

Я подумал, что труба наверно не резиновая.

[soklakov 1 475]

Это пока труба. Помнится кто-то артерии собирался считать. Начинал тоже с вопроса о трубе.

Просто смутила фраза:

материал сразу ведет себя нелинейно

.

[Vova 419]

меня тоже смутила, но надо с чего то начинать.

[Turion 1]

меня тоже смутила, но надо с чего то начинать.

А смущаться нечего, сплав титана и никеля в мартенситной фазе пример нелинейного деформирования.

Как это делается в Femap - создается функция отображающая зависимость деформаций от напряжений - далее создается материал НЕЛИНЕЙНО УПРУГИЙ, по определению нелинейно упругий материал это такой материал у которого кривые нагружения и разгрузки совпадают. Есть одно но, требуется задать модуль Юнга и коэф-т Пуассона, зачем для меня загадка.

Понятно зачем материале с пластикой задается модуль Юнга (разгрузка - упругая).

Производил следующий расчет - труба под внутренним давлением - находим аналитически кольцевые напряжения, подставляем их в зависимость для деформаций получаем число. Расчет руками и в фемапе идентичен, ввиду пнс.

Как это делается в Abaqus - задается гиперэластичный материал, его кривая деформирования получается путем апроксимации данных опыта на одноостное растяжение, в качестве апроксимирующей функции мне подошла - апроксимация Marlow. Также посчитал трубу от внутреннего давления все сошлось.

[soklakov 1 475]

Материал с ЭПФ должен моделироваться соответствующей моделью. Ни пластические, ни гиперупругие модели здесь будут неадекватны. Ну как неадекватны. Для определенного класса задач этих моделей может и хватить. Вот труба у Вас под давлением, вроде, сходится. Разгрузки нет, я так понимаю? Еще бы с экспериментом сравнить, а не только с расчетом.

Но вряд ли Вы собираетесь использовать никелид титана и не использовать пластичность превращения и память формы. А тогда этих моделей не хватит. Нужна соответствующая модель.

Кстати, вот Вы пишете, что материал у Вас в мартенситной фазе. А ведь нелинейность-то, собственно, из-за фазовых переходов возникает.

Еще одно, насколько я помню, у нитинола кривые нагружения и разгрузки не совпадают, если фазовый переход инициирован. Хотя, у резины тоже, но примерно принимают. Вы тоже?

[a_schelyaev 366]

В конкурсе на лучшие работы данного ресурса в разделе CAE победитель, как раз, представил тему материала с памятью формы.

[Turion 1]

Простите а что такое пластисность превращений? Не усложняйте, стоит конкретная задача посчитать трубу от внутр давления, из материала имеющего конкретную диаграмму деформирования. На моем примере это явление мартенситной неупругости, фазовые переходы никто не собирается считать в-абакусе, то,что было представлено на конкурсе - моделировалась модель сверхупругости. Кстати для фазововых превращений также есть своя апроксимация кривой деформирования, так что вопрос не в том, что надо писать модели по спф, а в том чтобы просто вбить диаграмму и посчитать.

м

[soklakov 1 475]

Эффект пластичности превращения гугл вполне поясняет.

Мартенситная неупругость есть результат фазовых переходов. В материалы с ЭПФ фазовый переход может инициироваться не только температурой, но и механическими напряжениями. Он и реализуется, создавая перегибы на диаграмме деформирования. И разгрузка у него не по линии нагружения происходит.

Вы же хотите, кажется, смоделировать нелинейно-упругий материал, у которого нагрузка/разгрузка идут по одной кривой линии. Загоняя такую модель в разные КЭ-пакеты, Вы будете получаете одинаковые результаты. Вот только это будет задача о модели, а не о никелиде титана. Не забудьте верифицироваться экспериментом.

Странной выглядит задача о трубе под давлением из NiTi. Если надо выполнить трубу, выдерживающую давление - берутся другие материалы. Нерационально брать ЭПФ и не пользоваться. Может, Вам еще не всю задачу рассказали?

[Turion 1]

Мартенситная неупругость это явление вызванное структурными превращениями, т.е. упрорядочивание хаотического мартенсита и не имеет отношения к фазовым переходам.

Мб не будем обсуждать СПФ. Вопрос прост как задать материал по точкам диаграммы.

Мартенситная неупругость это явление вызванное структурными превращениями, т.е. упрорядочивание хаотического мартенсита и не имеет отношения к фазовым переходам.

Мб не будем обсуждать СПФ. Вопрос прост как задать материал по точкам диаграммы.

Кстати если материал находится в мартенситной фазе(температура ниже так называемой Ms0) то:

1) Мы прикладываем напряжение к образцу - согласно самой простой модели с увеличением напряжения отмечается повышение температур фазового перехода, т.е.

Ms(сигма) = Ms0+K*sigma

И каким образом может начаться прямое превращение при постоянной начальной температуре и монотонно возрастающем напряжении?

Вы же путаете мартенситную неупругость и явление сверхупругости, где возможна инициация прямого превращения при действии монотонно возраст напряжений.

Обратитесь в гугл, поможет.

Изменено 15 августа 2012 пользователем Turion

[soklakov 1 475]

Мартенситная неупругость это явление вызванное структурными превращениями, т.е. упрорядочивание хаотического мартенсита и не имеет отношения к фазовым переходам.

Эти структурные превращения и есть фазовый переход Мартенсит->Аустенит. Конечно, это не те, что в стали, но так уж их назвали.

И каким образом может начаться прямое превращение при постоянной начальной температуре и монотонно возрастающем напряжении?

Вводят понятие эффективной температуры. И нагрев и нагрузка - это накачка энергии в материал. Избыток энергии приводит к неустойчивости одной структуры и к устойчивости другой. То есть при росте напряжений увеличивается эффективная температура, и когда она превышает температуру фазового перехода, он происходит.

П.С. Я могу ошибаться, я не истина в последней инстанции и материалами с ЭПФ занимался давно. Все мои рассуждения с пометкой "насколько я помню". Но мои ошибки мне ничего не стоят. Не я решаю Вашу задачу. Это Вам принимать решение, как решать ее правильно. Я лишь высказываю предположение, что решая задачу о нелинейном идеально-упругом материале, Вы не решаете задачу о никелиде титана. А какие кнопки нажать, Vova подскажет, думаю.

[Turion 1]

1)Структурные превращения от слова структура-не есть переход из мартенсита в аустенит и наоборот, в спф эти переходы называются термоупругие фазовые превращения.

2)С ростом напряжений растут температуры фазовых переходов. Вы хотите сказать,что тепла которое выделяется при нагрузке хватает на осуществление обратного превращения? То есть материал был при температуре 20 градусов а после приложения напряжения 70? Это конечно возможно, но уровень напряжений в задаче не столь велик

3) Моделируется не фазовый переход.

4) явление памяти формы не моделируется

5) моделируется материал имеющий диаграмму нитинола в мартенситной фазе

Не изобретайте велосипед.

Изменено 16 августа 2012 пользователем Turion

[soklakov 1 475]

2)С ростом напряжений растут температуры фазовых переходов. Вы хотите сказать,что тепла которое выделяется при нагрузке хватает на осуществление обратного превращения? То есть материал был при температуре 20 градусов а после приложения напряжения 70? Это конечно возможно, но уровень напряжений в задаче не столь велик

Нет, растет не температура, а эффективная температура. Это просто инструмент для моделирования. Это лишь один из возможных способов описания подобных материалов. Существующие теории вряд ли сейчас блещут общностью.

5) моделируется материал имеющий диаграмму нитинола в мартенситной фазе

Не изобретайте велосипед.

Вы можете и будете делать, что захотите.

Не поделитесь, зачем нагружать трубу из нитинола внешним давлением?

[Turion 1]

Внутренним, раздача трубы. Собственное любопытство. А насчет моделирования фазовых переходов, в марке есть термо-механическая модель спф.

[c2102 0]

Никто не может поделиться umat файлом для моделирования нитинола?

[a_schelyaev 366]

Внутренним, раздача трубы. Собственное любопытство. А насчет моделирования фазовых переходов, в марке есть термо-механическая модель спф.

Моделей в мире больше одной, однозначно.

[Turion 1]

Единственное, что есть по СПФ это две модели в MSC Marc (Ауручио и Термо-механическая) и UMAT для Abaqus. Данные модели не всегда соответствуют реальности.