Моделирование нагрева тела от упругих деформаций

[Nikitakl 1]

Здравствуйте, как рассчитать выделение тепла при упругих деформациях тела?

При проведении эксперимента было замечено, что тело, находясь на резонансной частоте, нагревается. Эти температурные поля необходимо учитывать при расчете.

 

Спасибо за помощь!

 

[AlexKaz 1 822]

"рассчитать выделение тепла при упругих деформациях тела"

 

Писать свой код на основе связки термодинамических и упругих соотношений. Нет, это не тупая тепловая задача. Насколько мне известно, стандартный софт такое не решит. Только ручками писать свои процедуры. Хотите - напишу за Вас при наличии ТЗ и договора с ПНИПУ.

 

"тело, находясь на резонансной частоте, нагревается"

 

А сначала охлаждается. Жить с этим знанием стало легче? :)

[ANT0N1DZE 178]

Точно при упругих? Можно поподробнее? Я про саму физику процесса

[Nikitakl 1]

22 часа назад, ANT0N1DZE сказал:

Точно при упругих? Можно поподробнее? Я про саму физику процесса

Да точно. Материал гиперупругий, происходят гармонические колебания, на резонансной частоте происходит нагрев. Пальцем трогал -  образец горячий. Пластических деформаций нет.

 

[vl 327]

в LS-Dyna есть модели материала, которые пластику в тепло переводят.

А вот насчет гиперупругого - не уверен.

Но посмотрите.

[Victor_M 30]

В 21.07.2017 в 07:31, Nikitakl сказал:

Да точно. Материал гиперупругий, происходят гармонические колебания, на резонансной частоте происходит нагрев. Пальцем трогал -  образец горячий. Пластических деформаций нет.

 

если появляется тепло в деформируемой среде и при этом Вы говорите что нет пластической деформации - то мне кажется правомочен вопрос:

Откуда же тогда энергия для изменения температуры?

 

т.е. какой вид и какая часть энергии переходит в тепловую?

 

м.б. Вы все же не совсем понимаете Вашу задачу?

м.б. там все же происходит частичное разрушение связей в гиперупругом материале - т.е. совершается работа и как следствие у Вас неизотермический процесс.

 

м.б. у Вас все же имеет место "гистерезис" гиперупругого материала + "пластика"?

если да - то тогда "все становится" на свои места....

 

 

Кроме того, непонятно - почему Вы акцентируете внимания именно на резонансной частоте?

 

Ведь если у Вас в деформируемом теле выделяется тепло на "резонансной" частоте, то тепло так же должно выделяться и на других частотах... ну разве что м.б. в меньших кол-вах - но существо физического процесса кол-во выделяемого тепла не меняет

Изменено 22 июля 2017 пользователем Victor_M

[AlexKaz 1 822]

26 минут назад, Victor_M сказал:

Откуда же тогда энергия для изменения температуры?

Fedor ранее оставлял сообщение в теме http://cccp3d.ru/topic/78849-какие-cad-умеют-решать-задачи-термоупругости/?do=findComment&comment=732697

В упомянутой Fedor'ом теории упругости находятся уравнения, где внутренняя диссипация зависит от скорости деформаций в общем виде, в том числе упругих. Т.е. и при отсутствии пластики поток тепла не нулевой.

Тема по ссылке выше достаточно информативна в плане выбора CAE под задачу ТС. Все вопросы to Soklakov =) с его ссылкой на видеоурок

 

[Victor_M 30]

• Диссипация энергии — переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. д.) в энергию неупорядоченных процессов, в конечном итоге — в тепло.

т.е. какая-то часть одной энергии переходит в другой вид энергии

 

если деформация на 100% упругая - обратимая - то какая энергия переходит тогда в тепловую?

 

и каков механизм перевода этой "загадочной" энергии в тепловую энергию, если нет "изменений" в среде - т.е. нет пластики и нет частичного разрушения?

[Nikitakl 1]

Спасибо всем большое за советы! 

[soklakov 1 475]

В 22.07.2017 в 22:35, Victor_M сказал:

если деформация на 100% упругая - обратимая - то какая энергия переходит тогда в тепловую?

Внешняя, сообщенная системе. Работа по деформации пружины нагревает пружину. Атомы элементарно "трутся" друг об друга. Внутреннее трение - типовой механизм диссипации энергии.

[AlexKaz 1 822]

В 21.07.2017 в 12:16, vl сказал:

в LS-Dyna есть модели материала, которые пластику в тепло переводят.

Что-то у меня c этими моделями из дайны печалька.

 

mat4 - нет зависимости температуры T(e, de)
mat11 - для скоростей деформирования ~ 10^5 =(
mat15 - нет T(e, de)

mat51-52 - шикарные материалы =) Невероятное количество констант - на практике сложно их найти, и анизотропия не учитывается.
mat65 - нет T(e, de)
mat88 - зависимость только T(%rho)
mat175 - нет T(e, de)

 

Где-то был ортотропный материал с простенькими соотношением Eij (T), но без T(e, de). Напрашивается вывод таки писать usermat.

 

И в Хэлпе ANSYS v11 пусто насчёт связи пластичности и температуры.

 

 

 

 

В 04.08.2017 в 16:20, soklakov сказал:

Работа по деформации пружины нагревает пружину.

Кстати, а к ACT расшириниям поставляется полный Хэлп? Просто я вообще не в теме, что это.

[soklakov 1 475]

В 22.10.2017 в 09:07, AlexKaz сказал:

к ACT расшириниям поставляется полный Хэлп?

Нет. Хотя, к примеру, акустическое расширение имеет в комплекте учебные материалы, упражнения и файлы к упражнениям. Но так далеко не у всех расширений.

 

Есть расширения, написанные одним человеком за пару недель. Конечно, у них не будет полной справки или чего-то такого.

В 22.10.2017 в 09:07, AlexKaz сказал:

Просто я вообще не в теме, что это.

Это приложения для Ансиса, как приложения для айфона.

[hr4d 87]

А из strain energy ничего выудить нельзя? Хелп пишет, что она рассчитывается из деформаций и напряжений, но без подробностей.

[hr4d 87]

Есть же еще solid227 и тогда можно определить температуру на резонансе.

Я бы примерно сделал бы руками на системе с 1 степенью свободы и потом сравнил бы с численным решением. Все есть в user defined results

[soklakov 1 475]

В 26.10.2017 в 21:33, hr4d сказал:

А из strain energy ничего выудить нельзя? Хелп пишет, что она рассчитывается из деформаций и напряжений, но без подробностей.

Кажется, подробности отсутствуют, потому что это просто перемножение. Умножьте деформацию на напряжения и получите работу - упругую энергию деформации. Что-то вроде "сила на перемещение"... С учетом того, что перемножаете тензоры второго ранга.

[hr4d 87]

В 07.11.2017 в 17:18, soklakov сказал:

Кажется, подробности отсутствуют, потому что это просто перемножение. Умножьте деформацию на напряжения и получите работу - упругую энергию деформации. Что-то вроде "сила на перемещение"... С учетом того, что перемножаете тензоры второго ранга.

А как и где ее можно использовать ? Засунули же ее для чего-то туда)

Можно ли в первом приближении считать, что вся упругая энергия деформации идет на нагрев? Ну с учетом коэффициента диссипации энергии куда-то.

[AlexKaz 1 822]

3 часа назад, hr4d сказал:

А как и где ее можно использовать ? Засунули же ее для чего-то туда)

Можно ли в первом приближении считать, что вся упругая энергия деформации идет на нагрев? Ну с учетом коэффициента диссипации энергии куда-то.

Есть в инете книжки по термоупругости (Коваленко, Купрадзе) - в них как минимум есть уравнения. Лучше смотреть в них =)

IMHO, упругая - идёт на охлаждения, пластика идёт в тепло до момента потери устойчивости (утонения), дальше охлаждение.

Изменено 12 ноября 2017 пользователем AlexKaz

[piden 2 874]

29 minutes ago, AlexKaz said:

упругая - идёт на охлаждения

Это как?

[AlexKaz 1 822]

 

 

Изменено 12 ноября 2017 пользователем AlexKaz

[piden 2 874]

Что это за газета?