Тепловая деформация

[Mofial 0]

Всем доброе время суток, хотелось бы задать местной публике парочку вопросов по расчету тепловой деформации. 

 

Суть задачи такова: есть изолятор, состоящий из трех деталей, помещаемый в область с очень высокими или очень низкими температурами. Соответственно из-за этого происходит изменение линейных размеров, и необходимо узнать на какое именно значение увеличивается/уменьшается тело в заданной плоскости.

 

Что делаю я: создаю проект в Ansys WB и импортирую в Static Structural упрощенную модель изолятора (т.к. он симметричный, в Design Modeler я обрезаю его по двум плоскостям); задаю все параметры материалов (коэф. Пуассона и линейного расширения, модуль Юнга, плотность и теплопроводность с теплоемкостью до кучи, т.к. планировалось учесть градиент нагрева, в зависимости от разной теплопроводности материалов) и строю расчетную сетку, а дальше все простое заканчивается и начинаются сложности...

 

1. Первым делом возникает вопрос, допустимо ли применение Thermal Condition для задания температуры до которой охлаждается/нагревается тело из изначальной (заданной в Environment) температуры? Применение Steady-State Thermal, CFX, Icepak и иже с ними, позволяющих смоделировать конвекционный нагрев кажется мне излишнем, но может быть зря?

 

2. Следующий вопрос возникает необходимость задания Fixed/Elastic Support. Сейчас у меня используется Fixed Support на внутренних гранях вывода и внешних гранях импровизированного "корпуса", в который помещается изолятор для ограничения их деформации в данных направлениях. Но я не могу понять, а есть ли в них вообще необходимость? В каких случаях их есть смысл задавать саппорты и как мне поступить в рамках данной задачи?

 

3. Большую сложность для меня составил выбор типа контактных пар. По умолчанию там стоит Bonded, но мне он не подходит, так как между деталями должен быть зазор, а он их склеивает. В связи с этим, после прочтения хелпа, мой выбор пал на Frictionless, но боюсь что и тут мое незнание всех тонкостей работы с данной подсистемой могут сыграть злую шутку с результатами. Допустимо ли применение контактов типа Frictionless в данной задаче или же стоит обратить внимание на Rough и проч.?

 

4. Наконец, получение результатов. Для этого я использую Total Deformation для определения областей с максимальной деформацией и Directional Deformation для оценки изменения размеров детали по заданным осям. Надеюсь, хоть здесь я не ошибаюсь? :) 

Попутно спрошу что за результаты я получаю пользуясь Thermal Strain? 

 

Результаты выглядят примерно таким образом:

 

Сам расчет для WB 16 можно найти здесь. 

 

Заранее благодарен за любые советы.

Изменено 8 декабря 2015 пользователем Mofial

[locti 1]

Может попробовать подсчитать без контактов? При условии, что не учитываются сопротивления между средами (областями).

не могу скачать проект, сайт проверенный?

[Mofial 0]

Проверенный, в архиве даже экзешников нет.

Если что, проект есть и на дружественном сайте: cae-club.ru/forum/teplovaya-deformaciya

[locti 1]

Защемления уберите, оно никуда не улетит. Если предпологается отрыв контактных поверхностей, то лучше использовать Rough

[Mofial 0]

Защемления это саппорты? Убрал.

Попробую с Руш, спасибо (ну и геморрой с выбором типа контактных пар, в зависимости ои выбора результат колеблется ±30 мкм)

[locti 1]

Frictionless - контакт поверхность по поверхности, а Rough допускает отрыв одной поверхности от другой.

[Mofial 0]

Эка оно, ясно, спасибо.

Итого минус контакты и саппорты, осталось с Thermal Strain и Condition разобраться...

[soklakov 1 475]

Frictionless - контакт поверхность по поверхности, а Rough допускает отрыв одной поверхности от другой.

"Да не введи во искушение и в заблуждение." евангелие от кого-то там, стих какой-то.

Frictionless допускает отрыв. 

в зависимости ои выбора результат колеблется ±30 мкм)

Это Вы еще контактной жесткостью не варьировали

с Thermal Strain и Condition разобраться...

Thermal condition можно использовать если готовы пренебречь градиентов температур.

А Thermal Strain - это тепловая деформация, то есть отделенная еще от закреплений и условий взаимодействия механических частей. Переформулируете вопрос?

[Mofial 0]

"Да не введи во искушение и в заблуждение." евангелие от кого-то там, стих какой-то.

Frictionless допускает отрыв.

Едет тихо, моя крыша черепицею шурша... :)

Поправьте если не прав: Frictionless в отличие от Rough просто считает что сопротивление между контактными поверхностями нулевое. Казалось бы, в рамках моей задачи разница не столь существенна, но увы - что выбрать не пойму (так-то у реальной модели сопротивления точно будут, но не бесконечные же).

А Thermal Strain - это тепловая деформация, то есть отделенная еще от закреплений и условий взаимодействия механических частей.

Эм...?

Переформулируете вопрос?

Что касательно Thermal Strain - я просто не пойму какие данные я получаю в результате.

Интересна еще такая вещь: можно ли средствами User Defined Results получить результат относительного изменения?

Изменено 10 декабря 2015 пользователем Mofial

[soklakov 1 475]

(так-то у реальной модели сопротивления точно будут, но не бесконечные же)

Frictional - контакт с трением.

А Вы просчитайте все, посмотрите разницу в конечном,интересующем Вас, результате(Вы про него еще не говорили). А то может и не важно, а?

 

Эм...?

А Вы считаете Ваша терминология понятна?  У Вас свой язык... Тем и занимаемся - вырабатываем единый дискурс, чтобы для начала хотя бы понять друг друга.

 

я просто не пойму какие данные я получаю в результате.

Тепловые деформации.

 

можно ли средствами User Defined Results получить результат относительного изменения?

А кто такие для Вас "относительные изменения"? 

[locti 1]

"Да не введи во искушение и в заблуждение." евангелие от кого-то там, стих какой-то.

Frictionless допускает отрыв. 

 

Да, точно, есть. А я был уверен что нету.))))))

[Mofial 0]

в конечном,интересующем Вас, результате

Простите, но что именно является интересующим меня результатом? :D

Мне-то нужно узнать насколько расширится или сузится деталь, а какая модель контактной пары мне в этом случае наиболее подходит я не ведаю, потому и спрашиваю.

Тепловые деформации.

Допустим, и в чем отличие этого результата от Total Deformation?

А кто такие для Вас "относительные изменения"?

https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Относительное_изменение Изменено 11 декабря 2015 пользователем Mofial

[soklakov 1 475]

Допустим, и в чем отличие этого результата от Total Deformation?

Во всем. Total Deformation - это модуль вектора перемещений.

Мне-то нужно узнать насколько расширится или сузится деталь, а какая модель контактной пары мне в этом случае наиболее подходит я не ведаю, потому и спрашиваю.

Потому и отвечаю - попробуйте все. Frictional - наиболее физичный контакт.

можно ли средствами User Defined Results получить результат относительного изменения?

Можно. Что у Вас не получилось? Что Вы попробовали? 

[Mofial 0]

Frictional - наиболее физичный контакт.

Общем, поигрался с типами контактов, все действительно приводит к Frictional, спасибо.

Что у Вас не получилось?

Понять как вызвать значение изначальной величины, например объема. Впрочем, это пока не к спеху - решил просто сравнить изначальный диаметр с максимальным изменением (на фланце) после задания нагрузок.

Заодно поинтересуюсь насчет такого момента: где в Mechanical задается запрет на пересечение тел? А то при использовании Rough стеклянный изолятор под давлением фланца проникает в вывод.

[soklakov 1 475]

Заодно поинтересуюсь насчет такого момента: где в Mechanical задается запрет на пересечение тел? А то при использовании Rough стеклянный изолятор под давлением фланца проникает в вывод.

Любой контакт и есть запрет на проникновение тел. Другое дело, что иногда он срабатывает не так, как Вы планировали.

Если это Ваша последняя работа в Ansys, то юзайте Frictional  и забудьте о проблеме. (хотя с ним тоже такое может произойти. это вообще чаще всего не о типе контакта).

[Mofial 0]

Такая штука.

Пытался играться с Penetration Tolerance, нужного результата не получил.

Не последняя.

Upd: ан нет, получил, но вместе с ним кучу ошибок.

Перестроб сетку пока, посмотрим что будет.

Изменено 15 декабря 2015 пользователем Mofial

[soklakov 1 475]

Вы говорили у Вас конструкция с зазором выполнена? А рисунок в масштабе отрисован?

Тогда наблюдаемое нормально, более того, еще и не является проникновением. (это довольно сложная с ходу мысль, не спешите принимать ее за бред, мне картинки рисовать лениво)

 

Либо же проникновение таки имеет место, тогда контактную жесткость можно повысить, проникновение уменьшится.

[Mofial 0]

Окей, спасибо. Кажется дошло. :)

[Mofial 0]

Собственно, получил результат при охлаждении, а вот нагрев полон невязок. Уж не знаю, насколько еще мельчить сетку, ресурсы, увы, не бесконечные.

[soklakov 1 475]

Собственно, получил результат при охлаждении, а вот нагрев полон невязок. Уж не знаю, насколько еще мельчить сетку, ресурсы, увы, не бесконечные.

И? 

Проблему как-то обозначьте что ли. Что за невязки? А по поводу ресурсов - почему Вы бы Вам не посчитать осесимметричную постановку?

Машину бы Вам пошустрее ( у меня расчет занял 73 секунды вместо Ваших 391)

Контакты чуть побольше, а то может соскакивают.

В общем, гадать долго можно. Без Вашего участия вряд ли что-то получится.

Изменено 16 декабря 2015 пользователем soklakov