izpis_h1_title_alt

Simulacija anizotropnega trenja polizdelkov iz ogljikovih vlaken z metodo končnih elementov
Reberšak, Gašper (Author), Emri, Igor (Mentor) More about this mentor... This link opens in a new window

.pdfPDF - Presentation file, Download (11,71 MB)

Abstract
Anizotropno trenje ima ključno vlogo pri procesu preoblikovanja polizdelkov iz ogljikovih vlaken. Ta kompleksni pojav otežuje načrtovanje preoblikovalnih orodij in določanje procesnih parametrov. Pri tem si lahko pomagamo s pomočjo numeričnih simulacij na osnovi metode končnih elementov. Da bi natančno napovedali proces preoblikovanja je v simulacijo kontakta med posameznimi plastmi ogljikovih vlaken potrebno vključiti model anizotopnega trenja. V magistrskem delu sta predstavljena dva postopka simuliranja anizotropnega trenja z metodo končnih elementov v programskem okolju Abaqus. Prvi od modelov (M1) je standardno vključen v Abaqus okolje in ponuja eliptično razporeditev tornih sil glede na smer gibanja in usmeritev ploskev. Drugi model (M2) je del uporabniškega podprograma, ki je bil razvit v sodelovanju z razvijalci programa Abaqus in uporablja eksperimentalno določene vrednosti koeficientov trenja, ki jih uporabnik določi v obliki diskretnih vrednosti relativnih usmerjenosti ploskev v kontaktu. Da bi zagotovili pravilno delovanje simulacij je potrebno validirati osnovne modele, ki v simulacijah popisujejo kontakt dveh teles. V ta namen so simulacije v okviru magistrskega dela izvedene na preprostih geometrijah togih teles v obliki ravnih ploskev, ki ne vključujejo materialnih lastnosti. Na ta način zagotovimo opazovanje le kontaktnih modelov brez učinkov mehanskih modelov materiala. Prve simulacije vključujejo le obremenitve v smeri normal ploskev, brez relativnih premikov med ploskvama. Pri teh simulacijah smo opazili napačno razporeditev kontaktnega tlaka, ki se pojavlja pri določenih nastavitvah kontaktnega algoritma. Ker so torne sile neposredno povezane s tlakom na kontaktni površini smo v naslednjem svežnju simulacij ocenjevali vpliv napačne tlačne porazdelitve na ravnovesje sil in momentov v telesih. Opazili smo, da pri določenih nastavitvah prihaja do pojava vrtilnih momentov, ki niso v skladu s teorijo anizotropije trenja ter eksperimentalnimi rezultati. Na podlagi prvih simulacij smo izluščili najbolj primerne nastavitve za simulacijo trenja med dvema ploskvama. Z nadaljnimi simulacijami smo testirali delovanje modela M1 in ocenili zmožnost da popiše anizotropne lastnosti polizdelkov iz ogljikovih vlaken. V ta nemen smo rezultate iz numeričnih simulacij smo primerjali z rezulati eksperimentov trenja med posameznimi plastmi ogljikovih vlaken. Ugotovili smo, da standardni model M1, ki predvideva eliptično porazdelitev tornih sil ne zadošča za modeliranje omenjenih lastnosti zaradi monotonosti eliptične funkcije. Vzporedno smo predstavili zasnovo uporabniškega podprograma (M2) in testirali njegove osnovne funkcije. Ugotovili smo, da v trenutni obliki uporabniški podprogram omogoča natančno simuliranje tornih sil za kombinacije usmeritev materiala in smeri gibanja za katere lahko neposredno določimo koeficiente trenja. Za simuliranje celotnega spektra kombinacij, kjer je potrebna interpolacija med posameznimi vrednostmi koeficientov, pa so potrebna nadaljna testiranja in razvoj algoritma. Rezultat magistrske naloge je uporabniški podprogram, ki predstavlja osnovo za nadaljni razvoj ter omogoča razširitev modela anizotropnega trenja z drugimi parametri v postopku preoblikovanja ogljikovih vlaken kot so na primer temperaturna odvisnost, viskozne in kohezivne lastnosti veziva in hitrost preoblikovanja. Za validiranje takšnega modela so potrebne nove eksperimentalne študije ter razvoj in obsežno testiranje kontaktnega algoritma.

Language:Slovenian
Keywords:trenje, anizotropno trenje, kompozitni materiali, ogljikovi kompoziti, ogljikova vlakna, metoda končnih elementov
Work type:Master's thesis/paper (mb22)
Organization:FS - Faculty of Mechanical Engineering
Year:2017
Views:449
Downloads:502
Metadata:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
 
Average score:(0 votes)
Your score:Voting is allowed only to logged in users.
:
Share:AddThis
AddThis uses cookies that require your consent. Edit consent...

Secondary language

Language:English
Title:Anisotropic friction simulation of dry carbon fibre preforms using final element method
Abstract:
Forming of complex carbon fibre preforms predominantely depends on the effects of anisotropic friction. Simulation of the forming process using finite elements method enables succesfull definition of manufacturing proces parameters. Two simulation approaches of anisotropic friction in Abaqus software are presented in the thesis including testing of basic contact interaction models. An existing anisotropic model does not suffice for carbon fibre preforming simulations. Outline and functioning of a user subroutine for anisotropic friction modellling are presented and developed to include basic functionalities.

Keywords:friction, anisotropic friction, composite materials, carbon composites, carbon fibres, finite element method

Similar documents

Similar works from RUL:
Similar works from other Slovenian collections:

Comments

Leave comment

You have to log in to leave a comment.

Comments (0)
0 - 0 / 0
 
There are no comments!

Back