Задание свойств ортотропного материала в NX. Тепловой расчет трубки.

[tuly666 2]

Доброго времени суток, уважаемые форумчане!)

Столкнулся с проблемой задания свойств ортотропного материала для тела определенной геометрии.

 

Дан материал, у которого известна плотность ρ , удельная теплоемкость Ср и теплопроводность λх, λy=λz (по аналогии с материалами для печатных плат).

 

Нужно произвести тепловой расчет для тела, изготовленного из данного материала, представляющего собой полый цилиндр с заданной толщиной стенок (трубку) с внешним радиусом R , толщиной стенок Δ и длиной L.

 

В случае теплового расчета плоской пластины толщины Δ проблем нет: есть локальная декартова система координат, задаем λх, λy=λz, запускаем расчет, profit.)

 

Однако в рассматриваемой задаче λх задается именно по радиусу (от слоя к слою), λy=λz постоянны по длине трубки L.

 

Логичнее всего было бы задать в данном случае цилиндрическую систему координат, где определялись бы параметры λR (теплопроводность по радиусу), λφ (для угла от 0 до 360) = λL (для длины стержня), соответствующие λх, λy=λz, но в настройках ортотропного материала данный функционал, увы, не нашел...

 

Был ли у кого опыт решения подобных задач? Придется ли решать проблему созданием композитного материала? ( <- свойства неизвестны)

 

В планах следующим этапом осуществить расчет для трубки с расширяющимся по длине диаметром (коническая трубка).

 

[tuly666 2]

Подумал о том, что для каждой переменной K, K2, K3 (они же по умолчанию привязаны к глобальной СК?) можно задать свою функцию.

Нашел в туториале пример выражения для силы, где нагрузка изменяется по синусоиде в зависимости от времени: 100*sin(90.0[degrees]*ug_var("time")/1[sec]), то есть можно задавать константы и переменные.

Также нашел пример с нелинейным распредилением нагрузки: (x/1[mm]*(y/1[mm]).

Однако до сих пор неясно, как задать цилиндрическую систему координат =/

Или стоит задать для каждой переменной матрицу перехода из цилиндрической СК в декартову?

Неясно, как можно задать угол...

Изменено 15 июня 2016 пользователем tuly666

[tuly666 2]

(заранее прошу прощения за качество фото, это снимки с телефона, а не принтскрины)

В свойствах ортотропного материала нашел поле ввода формулы для теплопроводности:

 

По умолчанию в новом поле там доступна зависимость теплопроводности λх, λy, λz от температуры Т.

Однако, как я понял из хелпера, можно создать новое поле с произвольной зависимостью. Для этого в навигаторе в пункте "Области" выбирал "Поле - Новое". 

Результат:

 

В качестве независимых переменных выбраны переменные для цилиндрической СК: радиус R, угол φ (у них theta), длину L (у них z).

Базисом в пространственном положении выбрана образующая плоскость трубки (сечение, где L=0).

Далее выбрана зависимая переменная- теплопроводность, причем 3D (правильно ли это?)

 

Хочется получить такой вид параметрический:

thermal_conductivity_1 = λR (зависимость от радиуса, константа)

thermal_conductivity_2 = λφ (зависимость от угла, константа)

thermal_conductivity_3 = λL (зависимость от длины, константа)

 

Правильно ли получать такой параметрический вид?

Или для каждого коэффициента теплопроводности K, K2, K3 в свойствах ортотропного материала нужно создавать только одну зависимость, как то:

K: независимая переменная - радиус, зависимая- константа;

К2: независимая переменная - угол, зависимая- константа;

К3: независимая переменная - длина, зависимая- константа.

 

Уже ясно, что можно задать изменение физических\тепловых свойств от положения в любой системе координат, не пойму, как это корректно заполняется, чтобы NX меня понял =)

[0Q0 37]

Какие типы конечных элементов планируете использовать в расчете?

Дело в том, что ортотропные свойства для каждого КЭ задаются в системе координат каждого КЭ. Для этого в файл решателя записыватся пространственная оеринтация системы координат каждого КЭ. А ориентация систем координат элементов задается в свойствах КЭ сетки (или индивидуально для каждого элемента). Опции задания ориентации системы координат отличаются в зависимости от типа КЭ.

С заданием свойств материала в зависимости от его пространственного положения (радиуса), думаю номер не пройдет (разве что задать слоистые материалы и выбрать разные свойства для каждого слоя). То что NX позволит его задать в библиотеке вовсе не гарантирует, что интерпретатор сможет его записать в файл решателя.

Да и что это за материал, у которого теплопроводность меняется в зависимости от радиуса?

Можете представить себе файл решателя с количеством таблиц свойств материалов равным количеству КЭ в модели?

Ну и главный вопрос. Решатель Nastran?

Формулировки записи свойств материала надо смотреть в справке к решателю. Если там найдется формулировка, допускающая задание свойств в зависимости от ориентации в пространстве, можете ее использовать.

Но я что то такого не встречал.

Если не найдете, то и задавать такие свойства в библиотеке материалов NX не имеет смысла. Библиотека это просто набор записей в формате MatML, записать туда можно почти любые данные. А во как с этим будет работать постпроцессор, если оешатель в принципе не поддерживает такую формулировку?

[tuly666 2]

0Q0, в очередной раз благодарю Вас за оперативный и содержательный ответ) Сам, увы, был в отпуске, вопрос отложил)

Элементы- 2D и 3D в модели: tetra4, quad4, tri3;

Материал- композит, представлена его упрошенная модель;

Решатель- SST, так как рассматривается орбитальный нагрев)

В случае, когда коэффициент теплопроволности вдоль слоев (плоскость X0Y) постоянен, а поперек слоев (по Z) также постоянен, но отличается по значению, нашел выход из ситуации: при заранее известной и постоянной (эквивалентной для рассматриваемого тела) толщине создается 2D сетка, в свойствах метериала прописывается теплопроводность для плоскости X0Y, а далее в свойствах коллектора сетки задается коэффициент теплопередачи по Z: "Сопряжение верх-низ > Создать верх и низ как двузуровневую оболочку > Учет- Проводимость, коэф. теплопередачи (задается эквивалентный для заданной толщины 1/R= delta/lambda [W/(m^2*K) ].

Писал с телефона, заранее прошу прощения за опечатки =)

[0Q0 37]

нашел выход из ситуации: при заранее известной и постоянной (эквивалентной для рассматриваемого тела) толщине создается 2D сетка, в свойствах метериала прописывается теплопроводность для плоскости X0Y, а далее в свойствах коллектора сетки задается коэффициент теплопередачи по Z: "Сопряжение верх-низ > Создать верх и низ как двузуровневую оболочку > Учет- Проводимость, коэф. теплопередачи (задается эквивалентный для заданной толщины 1/R= delta/lambda [W/(m^2*K) ].

Писал с телефона, заранее прошу прощения за опечатки =)

На мой взгляд, Вы нашли оптимальный выход для данной ситуации.

Это штатный способ задания подобных эффектов.

Изменено 13 июля 2016 пользователем 0Q0

[Andrey33AkteR 0]

Ребят, как с помощью формулы задать распределенный поток на ребро?

Изменено 8 августа 2016 пользователем Andrey33AkteR

[0Q0 37]

Y=L*20/70+50 ,

где Y - искомая величина, а L - параметр ребра, если оно прямое, или координата вдоль направления с учетом начала ребра.

Изменено 10 августа 2016 пользователем 0Q0

[valeo-ua 95]

...

material.jpg

 

...

извиняюсь что не по теме... но: можно-ли к материалу добавить новый атрибут? с полем под сортамент и стандарт сортамента?

[0Q0 37]

В NX9 (если не ошибаюсь) и более поздних можно.

По сути в сегда можно было т.к. библиотека материалов - текстовый (MATxml, в поздних версиях NX) файл. Но ранее NX эти атрибуты игнорировал, а теперь научился использовать для фильтрации при поиске.

Но пихать сортамент в материал - не очень хорошая идея.

Т.к. в NX структура библиотеки - линейный список. А структура библиотек сортамента - древовидная. Будет не слишком удобно ориентироваться в таком чуде.

Скорее материал - атрибут сортамента. А не наоборот.

Изменено 14 октября 2016 пользователем 0Q0