Надувное уплотнение, симуляция раздутия.

[Badek 9]

В архиве сборка с зазором 3,5 мм. Прошу помощи по проверке симуляции раздутия такого уплотнения, а так же подбору материала для него. Уплотнение должно "раскрываться на 3,5-4 мм при давлении 1,5-2 бара, герметизируя полость, в которой создается давление до 8 бар.

При симуляции, солид задает вопрос о расчете больших перемещений. 
Если соглашаюсь на большие перемещения, то считает до 2 часов и сбоит. В итоге сохраненные результаты до 50% расчета.
Если отказываюсь, то расчет завещается успешно.
Резина из каталога неметаллов. Набор контактов- нет проникновения.

1.zip

Изменено 10 ноября 2018 пользователем Badek

[Badek 9]

Уплотнение вклеивается в канавку под него. По этому контакты компонентов - связанные. В первом архиве ошибка.

2.zip

Изменено 10 ноября 2018 пользователем Badek

[vik_q 138]

14 hours ago, Badek said:

Резина из каталога неметаллов.

прямо из солидовского каталога? Так это фигня. Там надо муни-ривлина включать - нелинейность по материалу. И шаги по времени настраивать наверняка. В больших перемещениях статическим расчетом нормальные результаты не получатся. Даже если решение удастся получить - на правду будет не похоже.

 

upd а еще большие деформации было бы неплохо включить...

Изменено 10 ноября 2018 пользователем vik_q

[Badek 9]

Попробовал посимулировать по вашему совету. Нелинейный статический расчет, с  составом больших смещений, в том числе пробовал и  с большими деформациями. Поигрался временем достижения заданного давления. Считает долго, более 20 минут. При этом картина деформации один в один, как просто в статическом расчете если отказаться от больших перемещений. Только расчет в этом случае за  1 минуту проходит. Буду признателен если прогоните симуляцию у себя и покажете скрин результатов. 

 

Как бы вы настроили материал для уплотнения, руководствуясь информацией представленной на этой странице http://ooo-komed.ru/technical-information/  ?

[Badek 9]

Если выбирать из РК-55501, РК-55521, РК-55601 ?

 

Изменено 11 ноября 2018 пользователем Badek

[vik_q 138]

9 hours ago, Badek said:

долго, более 20 минут

долго для такой задачи это более 20 дней...

 

9 hours ago, Badek said:

Как бы вы настроили материал для уплотнения, руководствуясь информацией представленной на этой странице http://ooo-komed.ru/technical-information/  ?

на основании этих данных - никак. Там нет данных. Вам нужны результаты экспериментов на растяжение (upd и наверное сжатие) этого материала в одно/двух направлениях. По этим результатам уже можно строить кривую по Муни-Ривлину. Причем в солиде есть свой мастер, в который надо только данные эксперимента ввести, а кривую он сам на основании этих данных создаст.

Изменено 11 ноября 2018 пользователем vik_q

[vik_q 138]

5 hours ago, vik_q said:

на основании этих данных - никак.

вообще, наверное это я погорячился. Раз точка разрушения есть - данные можно попытаться использовать. Типа по линейному закону (но все с тем же Муни-Ривлином). Точность, правда, будет ну совсем пальцем в небо.

Но результат должен быть примерно похож на то что в приложении.

Деформация уплотнения 6х 16-Нелинейное 3 на основе [Нелинейное 2 на основе [Нелинейное 1]]-Stress-Напряжение2.avi

а, ну да. Еще крайне полезно прменять 2D упрощение и считать все в плоском сечении.

[karachun 2 038]

Можно приблизительно пересчитать модуль упругости в коэффициенты для модели Neo-Hookean.

https://polymerfem.com/forum/polymerfem-downloads/general-hyperelastic-models/1237-linear-elastic-hyperelastic-coefficient-conversion

Сам модуль упругости можно получить из твердости.

[vik_q 138]

7 hours ago, karachun said:

Можно приблизительно пересчитать модуль упругости в коэффициенты для модели Neo-Hookean.

https://polymerfem.com/forum/polymerfem-downloads/general-hyperelastic-models/1237-linear-elastic-hyperelastic-coefficient-conversion

Сам модуль упругости можно получить из твердости.

нету Нео-Хукеана в солиде.

А про модуль упругости из твердости где можно почитать?

[karachun 2 038]

https://www.cati.com/blog/2011/07/convert-durometer-to-youngs-modulus/

11-3716-01_durometer-hardness-for-silicones.pdf

Component Design_ Determining the Modulus of Elasticity in Compression via the Shore A Hardness.pdf

Изменено 12 ноября 2018 пользователем karachun

[Badek 9]

@karachun

19 часов назад, karachun сказал:

https://www.cati.com/blog/2011/07/convert-durometer-to-youngs-modulus/

11-3716-01_durometer-hardness-for-silicones.pdf

Component Design_ Determining the Modulus of Elasticity in Compression via the Shore A Hardness.pdf

Руководствуясь верхней ссылкой модуль упругости для Шор А     =EXP((Shore-A Durometer)*0.0235-0.6403) в МПа.

Тогда из резинового компаунда берем низший предел твердости по Шор А =57 ед. ( http://ooo-komed.ru/upload/docs/specific_VMQ-60_55631.pdf)

Значит модуль упругости для 57 ед. твердости по Шора А =2МПа. Значит ли это, что при этом модуле упругости, в модели,  при симуляции раздутия напряжения должны быть меньше прочности при растяжении из спецификации РК-56631? Т.е. если напряжения больше или равны выбираем материал с большей твердостью по Шору?

Изменено 13 ноября 2018 пользователем Badek

[Badek 9]

Еще вопрос. При моделировании раздутия стенка профиля утоньшается. Это можно отследить в результатах перемещения. Т.е. % утоньшения стенки от первоначальной величины должен косвенно подтверждать % относительного удлинения при разрыве из спецификации на РК (не должен превышать)? 

Изменено 13 ноября 2018 пользователем Badek

[karachun 2 038]

4 часа назад, Badek сказал:

Значит ли это, что при этом модуле упругости, в модели,  при симуляции раздутия напряжения должны быть меньше прочности при растяжении из спецификации РК-56631? Т.е. если напряжения больше или равны выбираем материал с большей твердостью по Шору?

Чем больше модуль упругости и соответственно твердость, тем меньше будут деформации. Чем больше предел прочности тем большую нагрузку выдержит деталь.

4 часа назад, Badek сказал:

Т.е. % утоньшения стенки от первоначальной величины должен косвенно подтверждать % относительного удлинения при разрыве из спецификации на РК (не должен превышать)? 

Насколько я понял - сейчас используется линейная модель материала. Это очень грубое приближение по этому сложно говорить о соответствии реальности.

Во первых поведение резины очень нелинейно.

Показать содержимое  

Hide  

А во вторых перевод твердости по Шору в модуль упругости это тоже вилами по воде. Не ясно как этот модуль упругости соотносится с реальной кривой напряжений-деформации.

 

Если известна марка резины (химический состав, класс резин), то можно поискать что-то похожее в сети. Вот некоторые экспериментальные результаты:

https://polymerfem.com/articles/experimental-testing/25139-experimental-data-files-for-various-polymers

На этом же сайте есть форум, там можно поискать уже готовые коэффициенты для разных моделей.

 

Если есть кривые напряжения-деформация, то из них можно получить коэффициенты делая "Curve Fitting". Программе скармливается экспериментальная кривая и она натягивает на нее модель материала - подбирает коэффициенты для наибольшего совпадения. Такой можно сделать в ANSYS, еще есть програмка Hyperfit - в бесплатной демо версии можно подобрать коэффициенты для двух параметрической модели Муни-Ривлина, это то что нужно. Правда только для одной кривой (рекомендуют использовать результаты для двух или трех типов испытаний одновременно).

 

Еще в сети есть упоминания о приблизительной оценке коэффициентов Муни-Ривлина по значению твердости по Шору.

http://xansys.org/forum/viewtopic.php?p=51617&sid=609a8612c34eb2eec373756fd062aea2

https://polymerfem.com/forum/finite-element-modeling/finite-element-modeling-aa/509-compression-co-efficient-of-hyperelastic-material

Altidis2005-ANSYSUsersGroup-HyperelasticMaterials.pdf

Изменено 13 ноября 2018 пользователем karachun

[karachun 2 038]

Вот еще нашел у себя коэффициенты для одной резины. Сразу оговорюсь - я эти данные не собирал, я не знаю какой марке, какому классу резин это относится. Согласно описанию данные взяты из статьи LARGE DEFORMATION HYPERELASTIC ANALYSIS IN. MSC/NASTRAN V67.5. Katerina Papoulia, Steve S. Hsieh. Но саму статью я не нашел, только упоминания о ней. В общем это абстрактная резина.

Плотность - 1200кг/м^3. Коэффициент C10(C1) = 0,293 МПа, C01(C2) =0,177 МПа, Модуль объемного сжатия K = 1,4 ГПа. Это коэффициенты для модели Муни-Ривлина с двумя параметрами. Солид работает с такой моделью.

Вот тут еще статья по свойствам гиперэластиков в МКЭ и по Curve Fitting:

http://axelproducts.com/downloads/WP_Nonlinear_FEA-Elastomers.pdf

Изменено 13 ноября 2018 пользователем karachun

[karachun 2 038]

и еще судя по справке солид сам может делать Curve Fitting.

http://help.solidworks.com/2013/english/solidworks/cworks/c_Using_Test_Data_for_Mooney_and_Ogden_Material_Models.htm#sra1317223008841

[vik_q 138]

1 hour ago, karachun said:

Правда только для одной кривой (рекомендуют использовать результаты для двух или трех типов испытаний одновременно).

 

Прямо солиду нужно скормить результаты, и он подберет коэффициенты. Можно одну кривую только растяжения, можно все три - тогда будет 6 коэффициентов.

28 minutes ago, karachun said:

и еще судя по справке солид сам может делать Curve Fitting.

http://help.solidworks.com/2013/english/solidworks/cworks/c_Using_Test_Data_for_Mooney_and_Ogden_Material_Models.htm#sra1317223008841

опоздал я :)

[Badek 9]

В 13.11.2018 в 16:23, vik_q сказал:

Прямо солиду нужно скормить результаты, и он подберет коэффициенты. Можно одну кривую только растяжения, можно все три - тогда будет 6 коэффициентов.

опоздал я :)

В 2018 сп 4 видимо уже есть кривая растяжения до 500% для типичных силиконовых резин. Расчет проходит если отказаться после такого сообщения солида ... Не найдена исходный контакт.
Хотите остановить программу изменить модель?... А как туда подсунуть например данные из архива ниже? В справке указано о 200 точках, а в архиве есть и  500....

siliconeRubber.zip

[vik_q 138]

Перед тем как что-то вводить я бы посоветовал разобраться, как данные, которые надо вводить, соотносятся с true strain и true stress, которые в архиве приведены...

 

1 hour ago, Badek said:

А как туда подсунуть например данные из архива ниже? В справке указано о 200 точках, а в архиве есть и  500....

хмм.. действительно, сложная задача. То совсем нет данных, то 500... Полезно немного с данными разобраться. Осознать, например, что это данные по сжатию а не по растяжению, и что в эксперименте была ветка нагружения и разгрузки...

 

Вот когда с этими вопросами ясность наступит - можно и вводить.

[Badek 9]

46 минут назад, vik_q сказал:

 Полезно немного с данными разобраться. Осознать, например, что это данные по сжатию а не по растяжению, и что в эксперименте была ветка нагружения и разгрузки...

 

Вот когда с этими вопросами ясность наступит - можно и вводить.

Я поменял расширение файла на .dat

Солид действительно построил кривую нагружения и разгрузки для силикон в архиве.

[soklakov 1 475]

5 часов назад, vik_q сказал:

которые надо вводить, соотносятся с true strain и true stress, которые в архиве приведены...

а вот кстати... для гиперэластиков часто на вход подаются таки инженерные напряжения  в процедуру

В 13.11.2018 в 12:23, vik_q сказал:

скормить результаты, и он подберет коэффициенты

а не истинные, как могло бы показаться после работы с металлами.

Вопрос: что в этом плане в СВ? как напряжения на вход Curve Fitting?