Ограничение движения не получается. Детали пересекаются.

[pergof 5]

Здравствуйте. Думаю не первый вопрос на эту тему, но бьюсь не один день.

Имеем сборку из двух деталей. Стальной блин снизу и силиконовая мембрана сверху. Были назначены зависимости совмещения плоскостей с использованием диапазона пределов 0 и 100мм. На вкладке сборки все двигалось как надо, т.е. мембрана могла двигаться вверх от блина на 100мм и не могла пройти сквозь блин вниз. После этого было сделано соединение плоскости блина с наружным кольцом мембраны.

При статическом анализе с использованием двух опор (нижняя блина и верхняя мембраны со смещение 100мм) и давления на мембрану 0,1МПа, мембрана проходит сквозь блин. Что делать? Еще включал набор контактов и анализ контактов- безрезультатно.

lockfile.lck

cv57ld4e8.fins

cv57ld4e8.fsat

cv57ld4e8.ftes

cv57ld4e8.fwiz

cv57ld4f4.fmsh

cv57ld4f5.fres

Деталь2.ipt

круг400.ipt

cv5fngvs0.fins

cv5fngvs0.fsat

cv5fngvs0.ftes

cv5fngvs0.fwiz

Сборка6.iam

[piden 2 874]

5 minutes ago, pergof said:

При статическом анализе

Статический линейный был?

6 minutes ago, pergof said:

мембрана проходит сквозь блин. Что делать?

Верно задать контакты и посчитать в нелинейном.

 

А можно еще сюда геометрию в нейтральном формате выложить и свойства материала резины.

 

 

7 minutes ago, pergof said:

На вкладке сборки все двигалось как надо, т.е. мембрана могла двигаться вверх от блина на 100мм и не могла пройти сквозь блин вниз.

С AI не работал, но есть обоснованное подозрение, что все настройки на "вкладке сборки" к КЭ анализу отношения не имеют.

[pergof 5]

@piden Благодарю за внимание.

Анализ линейный. По нелинейному информации бегло не нашел. Понимаю, что резина нелинейный материал, но по моим натурным испытаниям ведет себя линейно при растяжении до 200%. Этот диапазон меня и интересует, посему можно считать по линейному.

По картинке. Голубая- силиконовая мембрана с сечением. Черный- стальной диск. Красными цифрами на сечении обозначены рабочие плоскости.

1 Соединение с диском. Жесткое. 

2,3 Контакт (зависимость совмещение) с диском. С диапазоном вертикального перемещения от поверхности диска 0-100мм.

1,2,3 - делалось на вкладке Сборка.

4 ,5 - опоры защемления. 4- с перемещением по Y на 100мм вверх.

Это все работает как надо.

Но вот когда на всю верхнюю площадь мембраны дается давление 1кг/см*2, то и происходят чудеса.

 

 

По материалу. Диск- сталь какая то, разные ставил.

Силикон -  исправленый библиотечный. 

Модуль Юнга 1Мпа.

Предел прочности при растяжении 3,9Мпа.

Модуль Юнга- где то нашел пересчет из твердости по Шору и пересчитал данные производителя. В принципе  поведение резины отвечает реальности. 

Вот так выглядит анализ без давления на мембрану.

[karachun 2 038]

12 минуты назад, pergof сказал:

посему можно считать по линейному

Кроме нелинейности материала есть еще геометрическая нелинейность - большие перемещения/вращения, линейный решатель ее не учитывает. В данном случае перемещения явно большие - сопоставимы с диаметром пластины. И еще, судя по неровному контуру напряжений, сетка грубая - для тестов этого хватит но потом надо будет ее мельчить.

[pergof 5]

42 минуты назад, karachun сказал:

В данном случае перемещения явно большие - сопоставимы с диаметром пластины

Да. Он и пишет после расчета о больших перемещениях. Пробовал в Солиде- тоже самое. А при включении режима больших перемещений обрывается расчет. Значит ли это, что вообще нельзя провести анализ на больших перемещениях?

[karachun 2 038]

Может решатель сигнализирует о том, что из-за больших деформаций элементы сильно перекрутились и решатель больше не может с ними работать.

24 минуты назад, pergof сказал:

Значит ли это, что вообще нельзя провести анализ на больших перемещениях?

Можно посчитать с оболочечными КЭ или построить упорядоченную сетку из кубиков - возможно они не будут так сильно перекручиваться при решении. Некоторые программы умеют перестраивать плохую сетку во время решения. Еще эта задача может быть решена в осесимметричной постановке - сэкономите много времени.

и еще скиньте геометрию в формате .x_t.

 

[pergof 5]

3 часа назад, piden сказал:

С AI не работал, но есть обоснованное подозрение, что все настройки на "вкладке сборки" к КЭ анализу отношения не имеют.

Таки именно оно и получилось. Ввел вручную контакт Разделение в анализе. И все заработало. 

Однако это забавно, отчего зависимости, введенные на этапе сборки не работают в анализе. Это простейшая сборка из простейших деталей, ее не сложно вручную добить. А если посложнее, да сильно скрытые?

Всем спасибо за участие!

[piden 2 874]

59 minutes ago, pergof said:

Всем спасибо за участие!

Не уходи) Мы еще твой расчет препарировать будем)

 

@karachun , приду домой - выложу в нейтральном. СпейсКлейм читает инвенторовские файлы)

[pergof 5]

Хорошо. Мудрено там все. Попробовал новую сборку- не получилось с ходу. Оказывается нужно зависимости и в сборке делать и в анализе. Одних не достаточно.

 

Запрошеные .x_b

круг400.x_b

мембрана.x_b

Сборка6.x_b

[karachun 2 038]

Посчитал пластину в осесимметричной постановке с вот такими свойствами резины: Муни-Ривлин с двумя параметрами, C1 = 0,293 МПа, C2 = 0,177 МПа, модуль объемного сжатия K = 1,4 ГПа. Мембрана не доходит до стальной пластины.

Попробовал свойства ТСа Е = 1 МПа, к-т Пуассона 0,48, материал линейный - мембране становится плохо еще на этапе растягивания, без прикладывания давления.

Вывод: может все таки стоит поискать свойства своей резины, почитать справку и решить задачу в нелинейной постановке?

[pergof 5]

У меня телега маленько впереди лошади ехала. Есть натурные испытания. 

 

Первое кино. Листовой силикон 5мм. Свойства по производителю: 

Возможности растяжения – до 300 %;
Прочность при растяжении – 6,5 н/м;
Эластичность – до 30 %;
Твердость – около 60 ед. по шкале Шора;

Диаметр мембраны 200мм, диаметр поршня 85мм, ход в обе стороны от нейтрали +/-45мм. 

 

 

Как видно, деформация значительная. В данном варианте мембрана лопнула на перегибе около поршня. Сей факт сподвиг меня к отливке мембраны с утолщением к центру.

Второй вариант. Литьевой двухкомпонентный силикон. 

Твердость (по Шору А)	Ед.	30
Сопротивление раздиру	кН/м	≥31
Относительное удлинение при разрыве	%	≥490
Условная прочность при разрыве	Kgf/сm2	≥ 39

 

Поршень д62мм влит в мембрану. Его вырвало. Мембрана целая.

 

 

[pergof 5]

Вечером накидаю обе сборки и можно будет соотнести расчет с реальностью.

[karachun 2 038]

Класс, а может сделать мембрану гармошкой? И засунуть в корпус, как в аппарате искусственного дыхания. Моя интуиция подсказывает, что с утолщением получится еще хуже.

По свойствам - данные от производителя это хорошо, но увы использовать их в расчете не получиться - там нужны другие параметры, в идеале диаграммы stress-strain.

Но это не повод отчаиваться, можно найти результаты по похожему материалу, например отсюда https://polymerfem.com/articles/experimental-testing

[pergof 5]

Вообще задача- безмасляный вакуум. С гармошкой куча вопросов возникает. Первый- большое вредное пространство. Степень сжатия уменьшается, качать хуже будет. не должно быть неиспользованного пространства. Можно заполнить его поршнем/контрпоршнем, но стенки мембраны-гармошки будут тереться об него, а трение в вакууме та еще засада. Ну и технологически отлить значительно сложнее, хоть и решаемо.

Утолщение нужно для равномерного распределения напряжения по сечению в разных диаметрах. При одинаковой толщине грузится/тянется центральная часть.

Посчитал по первому кино сборку. По моему приемлемая картина расчета. Запас прочности в районе поршня меньше 1. Разрушение закономерно. Попробуйте своими методами расчитать. 

Сборка1.x_b

Поршень1.x_b

Поршень1.x_b

мембранаБ.x_b

головка1.x_b

[piden 2 874]

Just now, pergof said:

Вообще задача- безмасляный вакуум.

Ответ)

 

Просто вакуум - он такой... разной глубины попадается. В тех вакуумах, с которыми когда-то доводилось сталкиваться, такие "резины" вообще нельзя было юзать, так как они газили, пропускали и всячески портили настроение.

[pergof 5]

Не-не. Турбик не надо. Давления -0,95 по манометру достаточно, это 5кПа. Это на сушку. Две мембраны дают нужное. Можно три поставить. Сейчас пластинчатый насос работает, но морозильник нужен. Хочу избавиться от холодильной техники. Головки с подогревом водой, так что конденсата в головках не будет, ну или воздуха добавить маленько.

Изменено 5 мая 2019 пользователем pergof

[piden 2 874]

21 hours ago, pergof said:

Попробуйте своими методами расчитать. 

 

 

s_mises_max: 11.9 MPa

 

Лучше по центру между двумя дисками со скругленными краями зажать. А не к одном клеить.

Свойства резины:

On 5/2/2019 at 8:05 PM, karachun said:

Муни-Ривлин с двумя параметрами, C1 = 0,293 МПа, C2 = 0,177 МПа, модуль объемного сжатия K = 1,4 ГПа.