Моделирование резины

[Vanroo 0]

Добрый день, форумчане.
Нашел подобную тему, но она закрыта, поэтому создаю новую.
 

Есть объект - модель резинового куба.
Цель:

1) смоделировать статическую нагрузку куба

2) верифицировать модель

3) провести модальный анализ

4) провести вибрационный анализ

 

Проблемы:

1) Скорее всего не верно произвожу закрепление модели (по опытным данным модель куба сдавливалась на прессе снизу и сверху одновременно, не знаю как это осуществить в Ансисе без потери устойчивости; деформационная модель выглядит не естественной - рисунок 1)
2) Использую Модуль Юнга и коэффициент Пуассона из опыта, деформации куба в принципе схожи
3) Модальный анализ проходит (объективно оценить не могу из-за слабой теоретической базы)
4) Вибрационный анализ (гармонический) проходит (опять же из-за малых знаний не пойму как из данного анализа вытянуть эффективность рассеивания вибрации от возбуждающей силы - рисунок 2 - примитивный, для понимания. то есть вибрация "на входе" большая, при прохождении изолятора из резины вступают в действие диссипативные свойства, а "на выходе" должна быть минимальная вибрация)

Не обижайтесь, но будет много тупых вопросов.
Так же мое понимание работы расчетного комплекса Ансис затрудняется отсутствием знаний английского языка и слабым пониманием основ МКЭ (пугает аналитическая сторона - матрицы жесткости и т.д. и т.п.). Хотелось бы конкретной помощи, не просто отсыла в Гугл и решения задачи кем-то, а именно помощи в понимании вопроса МКЭ в конкретной задаче.

[karachun 2 038]

6 минут назад, Vanroo сказал:

Не обижайтесь, но будет много тупых вопросов.

Я задам еще более тупой вопрос - а проблема в чем?

1) Выглядит естественно, если предположить что куб приклеен к плоскости пресса. Чтобы помочь подробнее - нужна сама модель. Никто за Вас не будет делать Вам пример по скриншоту.

2) - 4) Я тоже не могу оценить правильность Ваших результатов в виду их отсутствия.

7 минут назад, Vanroo сказал:

Хотелось бы конкретной помощи

Это в раздел заказов, конкретная помощь за конкретную валюту.

А так могу дать общий совет - использовать линейную модель (модуль Юнга и к-т Пуассона) здесь можно только если деформации очень малы. Если на этой картинке показаны деформации в масштабе 1:1, то я бы использовал более правдивую модель материала для полимеров, например популярную модель Муни-Ривлина.

Еще я могу дать ссылку на ютуб, на английском)

https://www.youtube.com/watch?v=253azXzBNHs

https://www.youtube.com/watch?v=3bjCkvobbpY

https://www.youtube.com/watch?v=khBxB00IIG0

И еще могу дать ссылку на недавнюю тему с похожей проблемой и в той теме даже есть готовые файлы.

http://cccp3d.ru/topic/96597-моделирование-гибкости-клапана/

Возможно @jumper99 сможет помочь.

 

[Vanroo 0]

Только что, karachun сказал:

если предположить что куб приклеен к плоскости пресса

так и есть в данной попытке расчета, так же пробовал использовать упругое основание - получается примерно симметрично, а скорее нужно что б сверху плоскость получалась плоская
Модель даю (из SW), так же даю файл проекта Ансис

Да, у меня отдельно включены "большие деформации" и "нелинейный расчет"
 

Kyb.SLDPRT

Kyb.wbpj

Изменено 28 ноября 2019 пользователем Vanroo

[soklakov 1 476]

27 минут назад, Vanroo сказал:

Kyb.wbpj

енто не проект

[Vanroo 0]

сейчас поищу куда сохраняет файлы, честно говоря, я только как неделю в этой программе...

 

[soklakov 1 476]

1 минуту назад, Vanroo сказал:

сейчас поищу куда сохраняет файлы, честно говоря, я только как неделю в этой программе...

архивацию делайте, чтобы один файл получался

архивацию стандратными средставми ансиса имел в виду, елси что. а то файлы можно и потерять

32 минуты назад, Vanroo сказал:

Да, у меня отдельно включены "большие деформации" и "нелинейный расчет"

только модель-то линейная. правда, а гармонический анализ другую и не задашь. тут стоит подумать, чего хотите.

1 час назад, Vanroo сказал:

то есть вибрация "на входе" большая, при прохождении изолятора из резины вступают в действие диссипативные свойства, а "на выходе" должна быть минимальная вибрация)

демпфирование задайте.

материалу или все системе в целом.

[Vanroo 0]

https://fex.net/s/om2eobo

по моему это все

[soklakov 1 476]

1 час назад, Vanroo сказал:

Так же мое понимание работы расчетного комплекса Ансис затрудняется отсутствием знаний английского языка и слабым пониманием основ МКЭ

а стоит ли оно того тогда?

1 час назад, Vanroo сказал:

Хотелось бы конкретной помощи, не просто отсыла в Гугл и решения задачи кем-то, а именно помощи в понимании вопроса МКЭ в конкретной задаче.

понимание приходит с практикой. чего вы хотите, признавайтесь? получить диплом расчетчика и несколько лет опыта работы, обменявшись сообщениями на форуме, не залезая в гугл?

 

[Vanroo 0]

я думаю стоит

Я ничего не скрываю, поэтому написал все как вы прочитали. это все правда

конечно я одним примером не смогу обеспечить себе понимания правильного расчета подобных конструкций и т.д. 
но тут и не стоит такая задача. проекты еще будут... образование у нас сейчас ступенчатое, поэтому на каждом этапе я думаю буду иметь какие-либо подобные проекты. эти проекты абсолютно НЕКОММЕРЧЕСКИЕ...

а по поводу Гугла - одно другого не отменяет, я не говорю, что я там не буду, а много информации просмотрел, прочитал, перевел хелпы (машинным переводом)...

я имел ввиду, что лучше не посылать меня в Гугл, ибо когда я не понимаю или не нашел, лишь тогда сюда пишу

 

по поводу корочки расчетчика - мне это не надо. А если честно, если бы такие курсы были, стоящие и для меня экономически сносные (сами понимаете в какой стране живем, какие доходы у населения. я не исключение. не последний Х без соли доедаю, но материалка плачевная) - я бы прошел.

[karachun 2 038]

55 минут назад, Vanroo сказал:

так и есть в данной попытке расчета

А в реальности тоже приклеено?

 

7 минут назад, Vanroo сказал:

я думаю стоит

В МКЭ английский обязателен, так что если хотите заниматься расчетами и в будующем то лучше подтяните знание языка.

[Vanroo 0]

я бузусловно буду стараться повышать словарный запас

в реальности не приклеено, куб стоит между 2-я пластинами, которые сжимаются.
см. рисунок 3

[karachun 2 038]

Там у тебя много чего накручено, одновременно и перемещение и сила. И еще проект криво экспортирован а мне лень строить одну восьмую кубика в DM. Так что представь что это кубик в два раза больше твоего и я вырезал из него одну восьмую и к плоскостям разреза приложил ГУ симметрии.

Я вижу что в материалах уже есть модель Ogden.

Чтобы правильно перенести проект ансиса надо выполнить File->Archive. Тогда все внешние файлы, например кадовская геометрия, тоже будут добавлены в архив и ссылки на нее будут обновлены.

https://fex.net/s/fdttdtl

18 минут назад, Vanroo сказал:

в реальности не приклеено, куб стоит между 2-я пластинами, которые сжимаются.

Тогда можно смоделировать эти пластины и задать контакт с трением.

[Vanroo 0]

спасибо, переварю все, перечитаю, попробую

[soklakov 1 476]

7 часов назад, Vanroo сказал:

по поводу корочки расчетчика - мне это не надо.

да я и не про корочку.

ищите Introduction to Ansys Mechanical

это база. пока ваши вопросы такого уровня, что отвечать лень. 

если не найдете, пишите в личку. несколько курсов  - и будет о чем поговорить. заодно и английский подтянетсяя автоматически.

[Orchestra2603 226]

@Vanroo мне пока не вполне понятно, в чем состоит суть работы, в чем идея, и как вы видите результат? я даже сейчас не буду углубляться в реализацию расчета в рамках МКЭ и в Ансисе в частности. Но я дам несколько общих замечаний...

 

- Вы хотите провести статическое испытание на сжатие и по результатм этого испытания провести верификацию модели. Т.е. это значит, что вы хотите так задать модель материала в Ансисе, чтобы статический анализ давал такую же картинку , как и в квазистатическом тесте на сжатие (кстати, неясно по какому параметру? наверное, по перемещениям, т.к. обычно они первичный результат измерений.. но, может, по реакции опоры... надо бы уточнить). И потом посчитать динамические виды анализа с этой "верифицированной" моделью? Вы же понимаете, что процессы дисипации энергии вообще не особенно активизируются в статических испытаниях с монотонно растущей нагрузкой? Для ващих целей, если я правильно все понял, вам нужно проводить испытания с нагрузкой и/или деформацией, переменной во времени. Извлекать  параметры из этих испытаний и по ним формировать модель материала, который вы задаете в Ансис.

 

-Вообще, стоило бы внимание уделить тому, что у вас вообще за материал..Однородный? может, слоистый? что вы знаете о материале, с которым работаете?Если мы говорим о дисипации, вам вероятней всего нужно смотреть в сторону вязкоупругости.. Если вы сожмете свой кубик, а потом мгновенно отпустите, он ведь не сразу вернется в свой первоначальный вид... будет некое время релаксации... Этот механизм, если утрированно, и обеспечивает вам диссипацию. Ансис, насколько я пониманию, поодерживают обобщенную модель Максвела, т.е. параллельно соединенные N псоледовательных связок пружин-демпферов.. Результирующий модуль собирается из ряда параметров, которе можно указать Ансису явно. Чтобы эти параметры получить, можно, например, выполнить ряд циклических испатаний с разной частотой. Может, есть какие-то другие варианты ,которые вас устроят. Имейте ввиду, что Hyperelastic - это просто нелинейно-упругий материал. Сам по себе никакой диссипации он в себе не содержит.

 

-Я немного был знаком с тестами на одноосное сжатие. Обеспечить однородное и одномерное НДС в образце в эксперименте в таком случае с чисто практической точки зрения весьма не тривиально. Нужно следить чтобы пластины, внедряющиеся в образцес сохраняли параллельность друг другу и граням образца. Нужно обеспечить минимальное трение в зоне контакта. Учесть его потом в модели довольно трудно, т.к. шероховатость поверности пластины и контактной поверхности образца с нужной точностью вы вряд ли знаете. Лучше его избегать в эксперименте. Я лично всегда больше за "dogbone" образцы или типа "песочных часов". Там чувствительность к граничным условиям и всяким косякам меньше. 

 

-В каком месте и как вы проводите измерения? Контролируете ли как-то силу/перемещение в нагружающей пластине во времени? Зависят ли результаты от скорости нагружения? Короче, если суммировать по двум последним пунктам: подумайте о чистоте вашего эксперимента, возможных ошибках в вашей интерпретации результатов.

 

-По расчетам можно чего-нить подсказать, если вы подробно объясниете, какая идея вами движет..

 

Изменено 29 ноября 2019 пользователем Orchestra2603

[AlexKaz 1 825]

Только что, Orchestra2603 сказал:

в чем состоит суть работы, в чем идея, и как вы видите результат? я даже сейчас не буду углубляться в реализацию расчета в рамках МКЭ

Топикстартер хочет попасть в АЧХ антирезонатора/демпфера.

 

Offtopic:

Первые три -три с половиной года в политеховской общаге у меня был холодильник хз-какого года выпуска, тарахтел как ми-2 на взлёте. Ох я его не ценил тогда. Хотя и пытался поставить его на разные резинки - слабо помогало. Сейчас когда переехал в центр города - основной шум для меня - кредитопомойки на улицах и разновозрастные неуравновешенные задроты со стереосистемами. По сравнению с ними тот советский холодильник - просто одуванчик в море децибеллового отстоя. Я конечно знал что в мире несколько процентов людей дебилы, но думал что их содержат вдали от общества. Ан нет - вот они.

Изменено 29 ноября 2019 пользователем AlexKaz

[soklakov 1 476]

3 часа назад, AlexKaz сказал:

Я конечно знал что в мире несколько процентов людей дебилы

давно пора смириться, что несколько - это 95.

[Vanroo 0]

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

задать модель материала в Ансисе, чтобы статический анализ давал такую же картинку

верно, ибо о материале практически ничего не знаю

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

по перемещениям

абсолютно точно, это проще

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

вам нужно проводить испытания с нагрузкой и/или деформацией, переменной во времени.

хотел бы для начала поиграться с тем, что есть. а есть ПК и данные на листочке (рисунок 4)...

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

что у вас вообще за материал

однородный (есть так же и армированный тканевым кордом, но я его не трогаю пока)

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

что вы знаете о материале

по сути ничего - резина, когда то изготовленная на заводе, производящем автошины в г. Белая Церковь, Украина

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

шероховатость поверности пластины и контактной поверхности образца с нужной точностью вы вряд ли знаете

верно, не знаю

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

В каком месте и как вы проводите измерения?

лабаратория сопромата, точно марку пресса сказать не могу, если только уточнить

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

Контролируете ли как-то силу/перемещение в нагружающей пластине во времени?

усилие - по динамометру; перемещение - штангель, 0,05; "во времени" - нет, очень жаль. но есть данные (для изделия сложной формы из этого материала + в этом изделии есть армирование тканевым кордом в неизвестной степени), указывающие на петлю гистерезиза при нагружении-разгружении

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

Зависят ли результаты от скорости нагружения?

не контролировалась

10 часов назад, Orchestra2603 сказал:

о чистоте вашего эксперимента

все понимаю, результат не идеален, но при отсутствии возможности высокоточного контроля выходных параметров - "имеем, что имеем"

 

 

 

не лебезя - приятно читать грамотную техническую речь

[karachun 2 038]

@Vanroo Может стоит смазать контактные поверхности кубика и пресса маслом, солидолом ну или парафином натереть. Чтобы результаты были похожи на чистое сжатие.

Чтобы использовать нелинейный материал для расчетов (пока просто для статики) сперва нужно экспериментальные данные натянуть на какую-то нелинейную модель материала (получить к-ты для этой модели) и потом уже использовать эту модель для расчетов. В проекте уже есть какой-то материал, но я не знаю - на чем он основан.

Вот презентация где раскрыты особенности моделирования гиперэластиков в ансисе.

https://www.academia.edu/32416590/Analyzing_Hyperelastic_Materials

Для определения демпфирования надо будет проводить отдельные испытания - потрясти какую-то конструкцию и померить отклик или посмотреть как быстро затухают колебания.