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Liebe CAD-Begeisterte,

ich habe folgendes Problem bei einer Arbeit für mein Studium:
Ich möchte eine FEM-Simulation an einem 5mm dicken Elastomer (Chloropren Kautschuk bzw. Neopren) durchführen. Die Folie bzw. Membran wäre an allen 4 Seiten eingespannt und in der Mitte würde eine 1kg Belastung wirken. Es wäre also eine relativ simple Simulation, wobei verschiedene Einspannungsarten untersucht werden sollen. SolidWorks ist möglicherweise nicht die beste Programmwahl für diese Simulation, aber mehr steht mir leider nicht zur Verfügung.
Meine Frage ist jetzt: Wenn ich Neopren meiner Materialdatenbank hinzufüge, was wäre der am wenigsten falsche Modelltyp, denn "Linear Elastisch Isotrop" íst es nicht, oder?
Ich würde mir durch die Simulation die max. auftretende Spannung und die Verformung des Materials erhoffen.

Liebe Grüße,
p0ppe

[Diese Nachricht wurde von p0ppe am 29. Jul. 2013 editiert.]

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Hallo.

Evtl hängt das alles von mehreren Parametern ab (z.B. Temperatur).

Du kannst Dir ja mal anhand dieser Einstiegslieteratur erste Gedanken machen, in welchen zu erwartenden Bereichen Du Dich wohl bewegen wirst.

Möglicherweise must Du dann versuchen, über die Hersteller genauere Angaben zwecks mechanischer
Eigenschaften zu bekommen.

Gruß
Roland 

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Dankeschön für Deine Antwort bzw. Literatur. Ich werde mich einmal einlesen.

Bzgl. den Kennwerten des Materials wollte ich die Minimal- und Maximalwerte der Herstellerangaben heranziehen und diese noch mit Werten aus der Literatur ergänzen, sprich ich hätte eine Simulation mit den Topwerten simuliert und im Anschluss den Worst-Case berechnet.
Parameter, wie die Temperatur sind dann im Grunde, durch die Herstellerangaben miteinbezogen, da das Material nur in seiner Gebrauchstemperatur verwendet wird.
Oder sehe ich das falsch?

Mit diesen Werten wollte ich eine Simulation mit dem Modelltyp "Linear Elastisch Isotrop" berechnen, aber dafür wird noch eine Fließgrenze benötigt und deshalb kamen mir dann die Zweifel, ob "Linear Elastisch Isotrop" die richtige Herangehensweise ist.
Oder ist die Fließgrenze/Streckgrenze bei Elastomeren mit der Zugfestigkeit gleichzusetzen? 

Liebe Grüße

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Hallo p0ppe, es kommt bei der Rechnerei hauptsächlich auf den E-Modul an.  Oder bei Polymeren auf die Spannungs-Dehnungskurve.

Wichtig ist bei Polymeren die Temperatur. Besorg Dir eine Kurve bei der entsprechenden Temperatur. Wenn die einigermaßen geradlinig ist, kannst Du linear rechnen.

Vergiß hier die Vorgaben von SolidWorks. Setze die Streckgrenze einfach so hoch, daß sie nicht nervt. ( Hast Du Schreibrechte die Material Daten zu ändern ?)

Gefühlsmäßig muß Du hier mit großen Verfomungen rechnen.

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Klaus

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Dankeschön, 

ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm von Neopren/Chloropren-Kautschuk werde ich wohl nicht in Büchern finden?
Rücken Hersteller solche Kurven raus, denn in Datenblättern ist kaum ein Wert für den E-Modul angeführt?

Schreibrechte habe ich, da ich das Material selbst angelegt habe.

Große Verformungen werden die Genauigkeit der Simulation reduizieren, oder gibt es noch weitere Bedenken?

Liebe Grüße

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Zitat:

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Original erstellt von p0ppe:
...
gibt es noch weitere Bedenken?
...

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Aber ja doch ...
Gummi hat eine sehr hohe Querkontraktion (siehe hier).
Meine bisherige berufliche Erfahrung beschränkt sich auf sehr dünne Membranen mit
(im Verhältnis gesehen) hohen Hüben (Verformungen).
Das führte in der Praxis zu Gewebeverstärkungen und somit wären diese dann nicht mehr
isotrop sondern orthotrop.
Hab das allerdings noch nie simuliert.

Gruß
Roland 

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Nachtrag:

Ich hab mal interessehalber Google mit den Stichworten "rubber diaphragm simulation" gefüttert und bin
auf zwei interessante englische Artikel von Jakub Javorik und Michal Stanek gestossen.
The Numerical Simulation of the Rubber Diaphragm Behavior
The Shape Optimization of the Pneumatic Valve Diaphragms

Roland 

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Danke für die Antworten.

Ich habe mir die Papers gerade durchgelesen und wollte fragen, ob es die Möglichkeit in SolidWorks gibt, ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm einem Material hinzu zu ordnen? Wenn ich in meiner Studentenversion bei einem Material z.B. "nicht linear elastisch" auswähle, erscheint der Button "Spannungs-Dehnungskurve erstellen", nur passiert leider nichts, wenn ich in ihn drücke. Liegt das an meiner Studentenversion?

Als Modell für das Material wurde das James-Green-Simpson hyperelastische Modell verwendet. Dieses Material-Modell gibt es in SolidWorks nicht, oder?

Liebe Grüße

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