Модель полимера

[Maximal 9]

Всем доброго дня!

На разрывной машине получены экспериментальные характеристики "сила-перемещение" нескольких цилиндрических образцов из полипропилена. Эксперимент проводился по ГОСТ 11262-80 при темп. 20 С.

 

Затем получена диаграмма в координатах "напряжение-деформация" 

Нашел полученные характеристики похожие с (файл весь не загружается) 

Скрытый текст

Далее пытаюсь подобрать свойства материала и смоделировать этот разрыв в ANSYS MAPDL.

Для этого на отрезке от 0 до σ_т свойства материла задаю упругими модуль упругости (MP,EX,1,600е6 МПа ) и коеф. Пуассона   (MP,PRXY,1,0.3)

Далее на отрезке от σ_т до σв задаю мультилинейное изотропное упрочнение (TB,PLASTIC,1,,,MISO) с вычетом упругих деформаций (значения здесь MISO.txt)

А вот ка быть далее? После σв  напряжения релаксируют, т.к. наблюдается снижение усилия на кривой. Этот процесс решил описать свойством ползучести (но...не полностью уверен).

В хелпе есть 13 моделей ползучести. Остановился на 2-ой модели с включенной опцией RATE,ON, да и примеры кое-какие есть здесь https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent14/help/ans_str/Hlp_G_STR8_3.html#strmiscre6801 

Пробую рассчитать/подобрать коэффициенты ползучести при помощи Curve Fitting Creep Models так, как описано здесь https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent14/help/ans_mat/Hlp_AM_CMCF.html#ncmcftable3 

но в итоге выдает ошибку error during solution. 

Вопрос: правильно ли я выбрал модель ползучести? и Как рассчитать/подобрать коэффициенты ползучести?

В планах провести такие же эксперименты только с учетом температуры.

Прошу вашего дельного совета в данном вопросе.

Всем откликнувшимся огромная благодарность!

 

Изменено 2 февраля 2018 пользователем Maximal

[soklakov 1 475]

7 минут назад, Maximal сказал:

Для этого на отрезке от 0 до σ_т свойства материла задаю упругими

так будет лучше: на отрезке от 0 до σ_пр 

7 минут назад, Maximal сказал:

После σв  напряжения релаксируют, т.к. наблюдается снижение усилия на кривой.

Смотрите на тру стресс. Не падают они. И не могут падать.

9 минут назад, Maximal сказал:

Прошу вашего дельного совета в данном вопросе.

исключите ползучесть из вопроса. У Вас не те промежутки времени. Вязкоупругость и вязкопластичность - то, что могло бы Вам понадобиться (по сути та же ползучесть, но в более адекватных терминах). Но это сильно позже.

[Maximal 9]

3 минуты назад, soklakov сказал:

так будет лучше: на отрезке от 0 до σ_пр 

да, я итак пробовал, но чтобы меньше точек было решил от 0 до σт

4 минуты назад, soklakov сказал:

Смотрите на тру стресс. Не падают они. И не могут падать.

это я вижу. анализировал экспериментальную диаграмму. усилие снижается...напряжения - нет.

что скажите на счет вот этого?

16 минут назад, Maximal сказал:

Вопрос: правильно ли я выбрал модель ползучести? и Как рассчитать/подобрать коэффициенты ползучести?

 

21 минуту назад, soklakov сказал:

исключите ползучесть из вопроса. У Вас не те промежутки времени. Вязкоупругость и вязкопластичность - то, что могло бы Вам понадобиться (по сути та же ползучесть, но в более адекватных терминах). Но это сильно позже.

этого я не заметил, сори

[Maximal 9]

23 минуты назад, soklakov сказал:

Но это сильно позже.

насколько позже?..)

24 минуты назад, soklakov сказал:

Вязкоупругость и вязкопластичность - то, что могло бы Вам понадобиться

чтобы Вы посоветовали? 

[soklakov 1 475]

24 минуты назад, Maximal сказал:

усилие снижается...

потому что площадь уменьшается.

23 минуты назад, Maximal сказал:

чтобы Вы посоветовали?

Моделировать пока на просто пластичности. А вязкость вводить по мере несовпадения с экспериментом.

Заводите в модель тру стресс. Грузите жестко(перемещением). Усилие в заделке должно будет падать после пика(образования шейки). Задача получить в расчете график усилие-перемещение такой же как в эксперименте. Это хорошее начало. Для фиксации места образования шейки могут понадобиться начальные несовершенства в модели (в перспективе  стохастическое распределение свойств).

[Maximal 9]

Спасибо, это все я уже делал и вот что получил. это зависимость реакции (Н) в узле в заделке от перемещения (м)

 

[piden 2 874]

@Maximal , на мой взгляд, с графиком из поста 1 не сильно совпадает. А на ваш?

[Maximal 9]

угу...как-то не очень)

поэтому нужно вязкость вводить 

[piden 2 874]

3 minutes ago, Maximal said:

угу...как-то не очень)

поэтому нужно вязкость вводить

"У меня на лыжах с маленькой горки плохо получается, падаю.. Съеду-ка я лучше с большой, вдруг лучше получится!"

 

Остаётся только поддержать аплодисментами)

[Maximal 9]

глаза боятся руки делают  - лыжи едут

28 минут назад, piden сказал:

Остаётся только поддержать аплодисментами)

и на этом спасибо 

[soklakov 1 475]

В 02.02.2018 в 16:45, Maximal сказал:

поэтому нужно вязкость вводить

Попробуйте сначала параметры пластичности подобрать хотя бы чтобы совпадать по пиковому значению нагрузки и по соответствующему ему перемещению. Чтобы вязкость вводить, Вам нужны два-три графика, соответствующих разным скоростям нагружения. Пока их нет - нет смысла пытаться.

[Maximal 9]

В 05.02.2018 в 11:29, soklakov сказал:

Попробуйте сначала параметры пластичности подобрать хотя бы чтобы совпадать по пиковому значению нагрузки и по соответствующему ему перемещению.

параметры пластичности по пиковому значению подобрал

эксперименты с разными скоростями нагружения провел

вот, что получилось

 

затем вязкость ввожу посредством команды PRONY https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/17.2/en-us/help/ans_str/Hlp_G_STR8_3.html#strviselastlm61199512

вот так

Скрытый текст

MU=0.3

Ro=910

 

E_1=24.1e9        ! рассчитано с эксперимента 
E_2=12.75E8       !это произвольное значение

NU_1=1.495E9    !это произвольное значение
NU_2=5.390E9    !это произвольное значение

 

G_1=E_1/(2*(1+MU)) 
G_2=E_2/(2*(1+MU))
K_1=E_1/(3*(1-2*MU))
K_2=E_2/(3*(1-2*MU))

E_0=E_1+E_2
G_0=G_1+G_2
K_0=K_1+K_2

A1=G_1/G_0        ! Relative modulus
A2=G_2/G_0

T1=NU_1/E_1        ! Relative time
T2=NU_2/E_2

MP,EX,1,E_0
MP,PRXY,1,MU
MP,DENS,1,RO

 

TB,PRONY,1,,II,SHEAR    ! Define Prony constants
*IF,II,EQ,1,THEN
    TBDATA,1,A1,T1
*ELSE
    TBDATA,1,0,T1,0,T2
*ENDIF

TB,PRONY,1,,II,BULK    ! Define Prony constants
*IF,II,EQ,1,THEN
    TBDATA,1,A1,T1
*ELSE
    TBDATA,1,0,T1,0,T2
*ENDIF

в итоге получается какая-то ерунда

прошу вашей помощи направить мои действия в нужном направлении. 

всем спасибо!

[Maximal 9]

да вроде получилось

так-то получше будет

но вопросики остались....

[soklakov 1 475]

В 18.02.2018 в 00:12, Maximal сказал:

так-то получше будет

но вопросики остались....

win-win-win

В один бы график собрать четыре материала для проверки: для двух скоростей нагружения эксперимент, и для двух скоростей нагружения - расчет. все в одну плоскость.

А где вопросики?

[Chingachguk 4]

Вам нужно истинную диаграмму задавать. На участке после σв чтоб построить кривую нужно относительное сужение после разрыва знать. Рекомендую для лучшей сходимости применять все же закон кинематического упрочнения, с изотропным были задачи, где решение останавливалось, причем статика и были так же остановки с формулировкой типа "выходит за пределы теории расчета" (хотя сами по себе напряжения эквивалентные были на порядки меньше текучки). Судя по приведенной кривой вам подойдет. По приведенной зависимости можно достаточно точно построить.

 

 

Изменено 19 февраля 2018 пользователем Chingachguk

[piden 2 874]

@Chingachguk , выложили бы уже всю статью тогда. А то еще думать, причем тут N1 и N2 и что такое отвлеченные единицы.

[Maximal 9]

10 часов назад, Chingachguk сказал:

Вам нужно истинную диаграмму задавать

согласен...я так и делал (см. пост №1). угол наклона кривой зависимости "сигма-епсилон" должен быть >= 0.

 

10 часов назад, Chingachguk сказал:

с изотропным были задачи, где решение останавливалось

да... пока такого не наблюдал.

спасибо за рекомендации.... и за ссылку 

10 часов назад, piden сказал:

выложили бы уже всю статью тогда. А то еще думать, причем тут N1 и N2 и что такое отвлеченные единицы.

это дисер

23 часа назад, soklakov сказал:

В один бы график собрать четыре материала для проверки: для двух скоростей нагружения эксперимент, и для двух скоростей нагружения - расчет. все в одну плоскость.

как сделаю обязательно поделюсь 

23 часа назад, soklakov сказал:

А где вопросики?

потом и вопросики полезут.. как червячки

[piden 2 874]

1 hour ago, Maximal said:

это дисер

Как это выяснилось?)

[AlexArt 278]

@Maximal Можно лукавый вопрос: Ваше изделие из термопласта будет работать под нагрузкой менее 0,1 часа?

[soklakov 1 475]

В 20.02.2018 в 09:27, Maximal сказал:

как сделаю обязательно поделюсь

лайк