KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP"

Zsombor Péter
4 évvel ezelőtt
Látták:

1 KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP ANYAGJELLEMZŐINEK MEGHATÁROZÁSA ÉS KÍSÉRLETI IGAZOLÁSA Nagy Anna econ Engineering econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.1

2 NVKP 16 Nemzeti Versenyképességi és Kiválósági Program: Polimer kompozit termékek előállítása rövid ciklusidejű, automatizált gyártástechnológia segítségével, gépjárműipari alkalmazásokra, különös tekintettel a kompozit elemek komplexitására és úrjafeldolgozhatóságára econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.2

Célok és követelmények Cél: Egy olyan eljárás fejlesztése, amivel meghatározhatók az ANSYS ACP számára bemenő adatként szolgáló mérnöki konstansok Követelmények: UD erősítésű anyagmintákon végzett

3 Célok és követelmények Cél: Egy olyan eljárás fejlesztése, amivel meghatározhatók az ANSYS ACP számára bemenő adatként szolgáló mérnöki konstansok Követelmények: UD erősítésű anyagmintákon végzett mérések bizonytalanságának elkerülése Mechanikai tesztek számának csökkentése Tesztekhez szükséges mintagyártás (batch számok) csökkentése VEM modell mérnöki konstansainak közvetlen meghatározása econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.3

Ortrotróp anyagmodell és a klasszikus lemezelmélet Ortotróp anyagi viselkedés: Anizotrop anyagi viselkedés egy speciális esete Alkalmazható, ha a testben létezik három egymásra merőleges

4 Ortrotróp anyagmodell és a klasszikus lemezelmélet Ortotróp anyagi viselkedés: Anizotrop anyagi viselkedés egy speciális esete Alkalmazható, ha a testben létezik három egymásra merőleges szimmetriasík Rétegelt lemezek tipikus viselkedését leíró modell Felhasznált elmélet: CLPT elmélet (Kirchhoff-féle lemezelmélet) econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.4

Hagyományos és új eljárás összevetése Hagyományos eljárás: E 1, E 2 : 0 -ban és 90 -ban erősített minták húzása G 12 : +/-45 -ban erősített minták húzása vagy Iosipescu vizsgálat ν 12 : 0 -ban

5 Hagyományos és új eljárás összevetése Hagyományos eljárás: E 1, E 2 : 0 -ban és 90 -ban erősített minták húzása G 12 : +/-45 -ban erősített minták húzása vagy Iosipescu vizsgálat ν 12 : 0 -ban erősített minták húzása két irányú nyúlásméréssel Száltartalom mérés Új eljárás Inverz CLT módszer: Megfelelő rétegrendű rétegelt lemez Egyetlen mechanikai teszt econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.5

6 Inverz CLT eljárás háttere Új eljárás Inverz CLT módszer: Hipermátrix elemei és alakváltozás komponensek összevonása egy egyenletbe Globális merevségi mátrix komponensek felírása a lokális merevségi mátrix komponensekkel Lokális merevségi mátrix komponensek kiemelése Pszeudoinvertálással az SSD mátrix előállítása econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.6

7 Inverz CLT eljárás korlátai Inverz CLT módszer korlátai: Hibrid kompozitok vagy eltérő szerkezetű erősítő struktúrák esetén nem alkalmazható Nem pszeudoinvertálható a transzformációs eredmény mátrix: Nullás oszlop: Nem határozható meg az egyik merevségi mátrix komponens (például: 0/90/0/90 húzása) Nullás sor: Nincs megfelelő számú lineárisan független egyenlet (például: szimmetrikus rétegrend húzása) Lehetséges megoldás: Új egyenlet bevonása Alkalmazhatóság feltételei: Monolit anyag Egy teszt esetén aszimmetrikus rétegrend Szimmetrikus rétegrend esetén több mérés szükséges econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.7

Az eljárás alkalmazhatóságának kísérleti igazolása Cél: Kísérlettel igazolni, hogy egy kompozit lemez rétegszintű mérnöki konstansai meghatározhatók egyetlen méréssel Aszimmetrikus rétegrendű minta

8 Az eljárás alkalmazhatóságának kísérleti igazolása Cél: Kísérlettel igazolni, hogy egy kompozit lemez rétegszintű mérnöki konstansai meghatározhatók egyetlen méréssel Aszimmetrikus rétegrendű minta vizsgálatának lehetőségei: Hagyományos szakítóvizsgálat többtengelyű erőmérővel Speciális mérési elrendezés Speciális mérési elrendezés Követelmények: Engedje a lemez szabad deformációját Mérhető erőkomponensek mellett Lehetséges mérési elrendezés: Konzolos hajlítás: 3 irányú nyúlás mérés a vizsgált minta mindkét oldalán Egyetlen mérendő erőkomponens econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.8

/ 2xNagyítás UD tesztek: Referencia adatok VEM virtuális teszt CLT-1 Adatok

9 Eljárás alkalmazása virtuális teszttel Konzolos hajlítás (l=90 mm) Rétegrend: [0/15/30/45] 2 Vinilészter - üvegszál Referencia adatok-ud tesztek NLGEOM: Off / 2xNagyítás UD tesztek: Referencia adatok VEM virtuális teszt CLT-1 Adatok összevetése econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.9

10 Virtuális tesztek eredményei Virtuális teszt környezet: ANSYS ACP Vizsgált paraméterek: Konzol hossza Terhelőrúd átmérője Súrlódási tényező econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.10

Referencia adatok VEM virtuális teszt (~5%) Valós teszt (ΔE 1 és ΔG 12

11 Virtuális és valós teszt eredményei Virtuális és valós teszt eredményeinek közvetlen feldolgozása a CLT-1 eljárással Összehasonlított adatok: Referencia adatok VEM virtuális teszt (~5%) Valós teszt (ΔE 1 és ΔG 12 ~10%) ΔE 2 ~50% econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.11

Eljárás hátrányai Nyúlásmérés bizonytalansága Az eljárás legnagyobb hátránya a Poisson tényező meghatározásának bizonytalansága Meghatározott Poisson tényezők

12 Eljárás hátrányai Nyúlásmérés bizonytalansága Az eljárás legnagyobb hátránya a Poisson tényező meghatározásának bizonytalansága Meghatározott Poisson tényezők eltérése a referencia értékhez képest: VEM virtuális teszt (~30%) Valós teszt (~50%) econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.12

13 Összefoglalás Eljárás előnyei, hátrányai és egyéb felhasználása: Mérnöki konstansok meghatározása akár egyetlen méréssel: Mechanikai tesztek száma csökkenthető Tesztekhez szükséges mintagyártás (batch számok) csökkenthető ANSYS ACP bemenő adatainak közvetlen meghatározása Nyúlásmérés és Poisson tényező meghatározás bizonytalansága Speciális algoritmus akár több adat feldolgozására (machine learning) econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.13

14 Köszönöm a figyelmet! econ Engineering Kft H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet p.14

Hasonló dokumentumok

Magasépítési öszvérfödémek numerikus szimuláció alapú méretezése

BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke Magasépítési öszvérfödémek numerikus szimuláció alapú méretezése Seres Noémi DEVSOG Témavezetı: Dr. Dunai László Bevezetés Az elıadás témája öszvérfödémek együttdolgoztató