Pro/ENGINEER Advanced Mechanica 2009. június 25. Ott István www.snt.hu/cad
Nagy alakváltozások Lineáris megoldás Analízis a nagy deformációk tartományában Jellemzı alkalmazási területek: Bepattanó rögzítı elemek Rugók Eredmények megjelenítése Erı-elmozdulás grafikonok Árnyékolt modellek A nagy deformációk tartományában végzett analízissel a feszültségek 10%-kal alacsonyabbak.
Összeállítási komponensek kapcsolódásának kezelése A különböző interfészek és az alapértelmezett interfész. Interfész típusok: szabad, ragasztott és kontakt, szilárdsági vizsgálatok esetén; ragasztott, adiabatikus és hıellenállás, termikus analízisek során.
Kontakt és végtelen súrlódás A kontakt analízis során lehetőségünk van a kapcsolódó alkatrészek között végtelen súrlódást megadni Az egymással érintkezı felületek nem csúsznak el egymáshoz képest. Lehetıség van olyan összeállítások modellezésére ahol a komponensek között csak a súrlódás teremt kapcsolatot A merevtest szerő mozgás elkerülése érdekében nem szükséges további kényszerek megadása Egyedi csatlakozó felületeket kezelhetünk súrlódás mentesen is Mérés segítségével meghatározhatjuk, hogy fennáll-e a csatlakozó alkatrészek megcsúszásának veszélye
Nemlineáris anyagok Nemlineáris (hiperelasztikus) anyagok kezelése a nagy deformációk tartományában A Mechanica támogatja a nemlineáris anyagok kezelését a nagy deformációk tartományában végzett analízisek során. Jelenleg az alábbi anyagmodellek is használhatók: Arruda-Boyce Mooney-Rivlin Neo-Hookean Polynomial form Reduced polynomial form Yeoh Ezek az anyagmodellek gumi és egyéb gumi jellegő elasztomerek vizsgálatára alkalmasak. Az anyagjellemzık megadása az anyagmodell paramétereinek megadásával, vagy egy mérési eredményre történı görbe illesztésével tehetı meg. Utóbbi esetben a rendszer automatikusan meghatározza az anyagmodell paramétereit.
Képlékenység Nemlineáris anyagmodellek, képlékenység vizsgálata. Maradó alakváltozások. Jelenleg az alábbi anyagmodellek használhatók: Power Law Linear Hardening Exponential Law
Elıfeszített analízisek Egyes szerkezetek merevsége a terheléstől is függ. - Például egy papírlap flexibilis, és nem képes szinte semmiféle teher megtartására, egészen addig amíg az élei mentén ki nem feszítjük. Elıfeszített statikus analízis A merevség meghatározásakor figyelembe veszi a terhelést Elıfeszített modális analízis A sajátalakok és sajátfrekvenciák meghatározásakor figyelembe veszi a modellre ható terheléseket
Lengéstani analízisek Számos berendezés vibrációnak kitett környezetben üzemel, ahol a működés szempontjából a vibráció kulcsfontosságú szerepet játszik. Dynamic Time A gerjesztı függvény a terhelés idıfüggvénye; tranziens vagy sokkszerő igénybevétel Dynamic Frequency A gerjesztı függvény a terhelés frekvencia függvénye; jellemzıen forgó gépek esetén alkalmazható ahol a terhelés periodikus
Lengéstani analízisek Dynamic Random Néhány esetben a gerjesztı függvény véletlenszerően változik. Például egy repülıgép terhelése turbulens közegben vagy egy jármő haladása az úton. Ugyanazon az útvonalon haladva más jármővek esetén is hasonló, de nem ugyan olyan gerjesztést tapasztalhatunk. Dynamic Shock Bemenı adat a Teljesítmény Sőrőség Spektrum (PSD - Power Spectral Density) Például egy motor vezérlı egységet tervezünk, és ismerjük a PSD függvényt a felfüggesztésnél. A PSD tartalmazza a motor, az út..stb gerjesztı hatását. A Dynamic Random analízis pedig megadja a szerkezet válaszfüggvényét. Szeizmikus gerjesztés hatásának vizsgálata
Kompozitok vizsgálata a Pro/ENGINEER Advanced Mechanica segítségével
Áttekintés Szálerısítéső laminált kompozitok Kompozit alkatrészek modellezése a Pro/ENGINEER-ben anyagjellemzık héj tulajdonságok anyag orientáció eredmények Egyszerő példa Áttekintés
Mi a kompozit? Két vagy több anyag kombinációja egy jobb anyag előállítása érdekében. Példák: faág vályog beton üvegszálas hajótest szén/műgyanta sporteszközök szén/műgyanta űrtechnikai alkatrészek
Kompozitok általános tulajdonságai Miért használunk kompozitokat? Nagy fajlagos szilárdság Jó kifáradási jellemzık Kis hıtágulás Jól formázható Kis megmunkálási igény Alkatrészek, csavarkötések száma csökkenthetı egy konstrukción belül Jó csillapítási karakterisztika
Szálerısítéső laminált kompozitok Réteg Erős, merev szálak gyengébb mátrixba ágyazva Gyakran szén, kevlár vagy üvegszál A mátrix leggyakrabban epoxy gyanta Orthotróp anyagjellemzők
Szálerősítésű laminált kompozitok Laminált rétegek A rétegek egymásra fektetve és összeragasztva a gyártás során A tulajdonságok függenek a rétegek sorrendjétől és jellemzőitől Az eredő tulajdonságok meglehetősen összetettek
Szálerősítésű laminált kompozitok További rétegek?
Kompozitok modellezése a Mechanica-ban Nem bonyolultabb mint bármely szilárdsági probléma vizsgálata, de van néhány különbség Anyagjellemzők Héjak tulajdonságai Anyag orientáció Számítási megközelítés Eredmények
Anyagjellemzők Az anyag lehet: izotróp transzverz izotróp ortotróp Törési kritériumok: maximális feszültség maximális alakváltozás Tsai-Wu
Héjak jellemzıi Megadási módok Mechanikai jellemzőkkel Rétegek sorrendjével További lehetőségek rétegek jelölési rendszere belső rétegek könyvtárak parametrizált vastagság és orientáció (optimalizáció)
Héjak jellemzői A kompozit rétegek sorendjének, egyéb jellemzőinek áttekintése
Anyag orientáció Az orientáció relatív megadása.. Parametrikus irány Felületre vetített vektorral Egységvektor segítségével További orientáció megadása A 0º foknak megfelelő orientáció az 1- es irányhoz van rendelve A megjelenítés automatikusan frissül
Mérések és eredmények Feszültség, alakváltozás, törési index Minden egyes rétegnél.. a réteg tetején a réteg alján Síkbeli és transzverz feszültség illetve alakváltozás Maximum a rétegben A WCS vagy lokális koordinátarendszerhez, illetve anyag orientációhoz képest
Egyszerő példa Globális érzékenységvizsgálat Mi történik ha megváltoztatjuk az anyag orientációt? 0.005 0.004 0.003 y θ T300/N5208, [+q / -q ]s x 1250 N Alakváltozás 0.002 0.001 0-0.001 ε xx ε yy E1 = 181 GPa E2 = 10.3 GPa n21 = 0.28 G = 7.17 GPa tply = 0.125 mm -0.002 0 45 90 Orientáció szöge θ
Egyszerű példa Globális érzékenységvizsgálat T300/N5208, [+q / -q ]s y θ x Max feszültség Törési index 1,5 1 0,5 0 0 45 90 Orientáció szöge θ