Ik voer gestandaardiseerde tests uit op liftbladen en kom een probleem tegen bij het modelleren in SolidWorks Static Simulation. Hier zijn de details van mijn daadwerkelijke tests:
1e poging:
Een kracht van 300 N wordt uitgeoefend op het midden van de plaat, die wordt verdeeld over een gebied van 5 cm².
De gemeten elastische vervorming is 15 mm, gevolgd door een terugkeer naar plaats met een permanente vervorming van 1 mm.
2e poging:
Een kracht van 1000 N wordt uitgeoefend op het midden van de plaat, verdeeld over een gebied van 100 cm².
De elastische vervorming is ongeveer 35 mm, met een volledige terugkeer zonder permanente vervorming.
Bij het modelleren van deze tests in SolidWorks, met inbedding aan de uiteinden en een kracht die in het midden op het contactoppervlak wordt uitgeoefend, verwachtte ik in de eerste test (300 N / 5 cm²) hogere spanningen te krijgen dan in de tweede (1000 N / 100 cm²), vanwege de belastingsverdeling. Dit komt overeen met de werkelijke waarnemingen, waarbij test 1 de plastic zone van het materiaal binnengaat, terwijl test 2 in de elastische zone blijft.
Na het kalibreren van mijn simulatie zie ik echter een hogere spanning voor de 2e poging (dus een permanente vervorming), wat contra-intuïtief is en niet consistent met de echte resultaten. En dit is waar, zelfs wanneer beide resultaten onder de opbrengstlimiet liggen, test 2 toont een grotere stress.
Ik vraag me af of ik een niet-lineaire statische simulatiemodule moet gebruiken. Waarom zou de klassieke statische module niet geldig zijn, zelfs als deze onder de elastische limiet zou blijven? Als iemand aanwijzingen heeft om dit gedrag te verklaren, ben ik er helemaal voor.
Wat mijn intuïtie schokt, is dat je voor dezelfde geometrie/hetzelfde materiaal van het onderdeel een lagere spanning verwacht met een inspanning vermenigvuldigd met meer dan 3... Zelfs als er een verandering is in de afmetingen van de belastingszone, lijkt dit vanuit theoretisch oogpunt verrassend, aangezien we te maken lijken te hebben met een balk (?) die aan beide uiteinden is ingebed, onderworpen aan een gecentreerde " afsnijdkracht " . Nog verrassender is het als de resultaten van de tests deze paradox bevestigen. Tenzij het een dun plaatwerk is, en de vervorming bestaat uit een " ponsen " van de laadruimte...
Om te proberen het probleem te identificeren, moet u uw gegevens, onderdeelgeometrie, materiaal en resultaten van praktijktests delen, met name de positie van het permanent vervormde gebied.
De zorg komt voort uit de randvoorwaarden die niet overeenkomen met uw test. Ik denk niet dat je je plaatwerk op een oneindig stijve structuur hebt gelast. Je moet dus niet aan 2 kanten uitsparingen plaatsen: Dit verstijft je model enorm omdat het de buiging beperkt omdat de 2 uiteinden niet kunnen bewegen.
Je moet één kant verzonken. en stel beperkingen op om de bewegingen van het vel in de richting loodrecht op de kracht van de andere te beperken. Persoonlijk zou ik alleen een rand beperken of anders maak je een lokaal oppervlak om de verplaatsing op dit beperkte oppervlak te beperken. Als de deur aan beide zijden in enkele steun staat, is het ideaal om de simulatie uit te voeren met de deur + 2 steunstukken en de contacten te beheren (veel langere berekening met het contactbeheer aan de andere kant).
Er is inderdaad een factor 3 tussen de twee krachten, maar ze worden anders toegepast. De kracht van 300 N wordt verdeeld over een oppervlakte van 5 cm², wat overeenkomt met een druk van 0,6 MPa, terwijl de 1000 N wordt verdeeld over 100 cm², waardoor een druk van 0,1 MPa op de plaat wordt gegenereerd. Ik voeg de kenmerken toe die ik heb gebruikt:
Materiaal: DX51D staal
Geometrie: Het plaatwerk is 1,2 mm dik. De overige afmetingen zijn: breedte 23,3 mm, lengte 290 mm, hoogte 2010 mm. De resultaten van de daadwerkelijke tests zijn hieronder te vinden. Omdat ik maar één bestand tegelijk kan bijvoegen, zal ik ze in meerdere inzendingen naar je toesturen. (je ziet ook hoe het plaatwerk gebogen is)
Hallo Dank u voor uw antwoord. Ik kan hiervoor inderdaad de functie van opgelegde verplaatsingen gebruiken, maar als ik het goed begrijp, blokkeer je verplaatsingen loodrecht op de kracht, maar hoe zit het met verplaatsingen in de richting van de kracht?
Excuseer me voor het misverstand. Ik bedoelde om de bewegingen te blokkeren in de richting evenwijdig aan de inspanning en niet in de loodrechte richting (of daar moet je het plaatwerk de vrijheid geven om te bewegen). Testfoto's laten niet zien hoe uw plaatwerk wordt vastgehouden. Dit zal bepalend zijn voor de voorwaarden die aan de boven- en onderkant moeten worden toegepast. De kans is groot dat het gewoon eenvoudige steunen zijn (eventueel met een klem om te voorkomen dat het plaatwerk zijdelings verschuift).
Ok dank je, dat is wat het mij leek, dus ik heb dat gemodelleerd. Aan de andere kant geven mijn resultaten nog steeds een hogere stress aan voor test nummer 2, terwijl dit bij de echte tests niet het geval is...
Ik ben het eens met @froussel voor de modellering door eenvoudige steunen ter hoogte van de twee randen aan de uiteinden van het blad, waarschijnlijk geleid in een groef (en door rollen?). Realistischere contacten dan uitsparingen. Om te modelleren, volstaat het om de randen te selecteren en ze te beperken zonder verplaatsingen, in alle drie de richtingen voor een van hen en loodrecht op het oppervlak voor de tweede.
De verandering in het type ondersteuning verandert niets aan mijn intuïtie: het vermenigvuldigen van de inspanning op 3,3 zal een vervorming en een grotere spanning veroorzaken met 1000 N dan met 300 N. Het feit dat het draagoppervlak toeneemt van 5 tot 100 cm² (diameter van de steun van 25 mm of 113 mm) verandert niets fundamenteel, alleen de factor van toename van spanning (of verplaatsing) zal iets minder zijn dan 3,3.
Ik heb een simulatie van het blad uitgevoerd met de doorsnede van uw diagram en de dikte ervan, zonder enige wapening. Conclusie: in beide gevallen wordt de elastische limiet (290 MPa?) overschreden, in het eerste geval met 45%, zeer lokaal, en in het tweede geval met 155% (1000N), op een uitgebreidere manier. Dit betekent dat er in beide gevallen sprake is van blijvende vervormingen. Een lineaire statische simulatie stelt ons niet in staat om de waarden te kennen...
Tot slot een vraag: het is legitiem om aan de simulatie te twijfelen als de resultaten heel anders zijn dan de gemeten werkelijkheid. Maar de omstandigheden van de echte test kunnen ook in twijfel worden getrokken: nauwkeurigheid van de meting (beoordeel de mm met een meetlint!), op welk punt van de vleugel, welke referentie voor de oorsprong van de meting (een naburig blad?), mogelijke verplaatsingen ter hoogte van de steunen...
@m.blt Oké, bedankt voor deze verduidelijkingen, maar ik kan niet helemaal begrijpen waarom het steunoppervlak geen grote rol speelt bij de verkregen spanning. Hoewel de kracht wordt vermenigvuldigd met 3.3, is het draagvlak het wordt vermenigvuldigd met 20. En het is dit dat de neiging heeft om de beperking van de tweede poging te verminderen. σ=F/S dus voor de 300N/5 cm² test zitten we op 60N/cm² en voor de 1000N/100cm² test op 10N/cm², wat voor mij de zaken aanzienlijk verandert. De lokale stress zal voor de test veel meer geconcentreerd zijn bij 300N. Als ik samenvat; Voor mij verzacht de toename in oppervlakte de toename in kracht veel meer.
PS: Ik bevestig dat het in de toekomst nodig zal zijn om het beter te doen dan een lint voor echte tests als we echt willen vergelijken!
Hallo Zorg ervoor dat u de externe druk niet verwart met de interne spanning van het onderdeel, die in wezen het resultaat is van het buigen rond de twee richtingen van het oppervlak (x en z).
Op de hieronder getoonde balk is de druk bij 1000 N over 100 cm² lager dan bij 300 over 5 cm², maar de resulterende kracht is 3,3 keer groter, het moment buigt ook, en de maximale spanning volgt ook x. Het probleem is iets complexer in het geval van het blad, aangezien het een schelp (2D) is en geen balk, maar het principe blijft...
Ik zou hieraan willen toevoegen dat de walsrichting van de plaat en van de platen uit een ander gietstuk factoren zijn die de resultaten in echte tests kunnen veranderen. Ik heb de echte/statische vergelijking al gemaakt op roestvrijstalen tanks, de resultaten waren consistent, maar de verplaatsing was vaak meer uitgesproken in digitaal dan in het echte leven, met verwaarloosde factoren zoals ZAT, laminering, buigradius enz...
