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Autor Thema:  Solid Works Dehnungsverhältnis verstehen (2137 mal gelesen)
Claudius91
Mitglied


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Beiträge: 9
Registriert: 03.11.2017

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Gesamt.JPG

 
Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zum Dehnungsverhältnis in der Materialdatenbank von Solid Works.
Genauer geht es mir dabei um die Erstellung einer Spg.-/Dehnungskurve für ein hyperelastisches Modell.


Wenn ich die Dehnung aus einem Versuch für die Materialdatenbank in Ansys berechne nehme ich dl/L als Dehnung an.

Bei Solid Works wird die Dehnung als Dehnungsverhältnis angegeben.
Kann mir hier jemand weiter helfen?
Wenn ich dort (L-dl)/L als Dehnungsverhältnis angebe, bekomme ich Ergebnisse die um Faktor 1000 daneben sind.
Wenn ich die normale Dehnung (wie bei Ansys) angebe, erhalte ich die Meldung das "MU1 und ALPH1 > 0" sein sollten.

Wie gebe ich das Dehnungsverhältnis denn korrekt an?

Ich habe beide Kurven mal angehängt.

Grüße,
Claudius


Achso:
L - Ursprungslänge
dl - Längendifferenz

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N.Lesch
Moderator
Dipl. Ing.


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Beiträge: 5152
Registriert: 05.12.2005

SWX 2012

erstellt am: 28. Nov. 2017 21:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Claudius91 10 Unities + Antwort hilfreich

Hast Du Dich irgendwo bei den Einheiten vertan ?

Wo hast Du die Werte für die Sapnnungs-Dehnungskurve her ?

Üblicherweise nimmt die eine Zugprüfmaschine auf.
Wie hast Du die in SolidWorks Simulation reinbekommen ?
Wenn die Kurve wirklich so in SWX Simulation eingegeben ist,
dann sind das viel zu viele Punkte. Mahr als 5 Stützpunkte würde
ich da nicht eingeben.  Die Kurve darf auf keinen Fall horizontal verlaufen, sonst gibt es eine Fehlermeldung.

------------------
Klaus

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Claudius91
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Beiträge: 9
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erstellt am: 29. Nov. 2017 08:32    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Schema.JPG

 
Hallo N.Lesch

vielen Dank für deine Antwort.
Die Einheiten sollten passen.

Die Werte zur Kurve habe ich aus einem Versuch bei dem Kraft und Verschiebung aufgezeichnet wurden. Daraus habe ich dann die Dehnung und die Spannung berechnet.

Eine Grafik dazu habe ich mal angehängt. Ich hoffe man erkennt was ich meine, mehr darf ich detaillierteres kann ich leider nicht hochladen.

Ich versuche nun mal die Kurve auf ca. 20 Punkte zu begrenzen und beobachte mal was passiert. Das Ergebnis werde ich auf alle Fälle hier einstellen.
Nun wo du es sagst kam mir nämlich die Erinnerung dass ich zu Beginn mal die Fehlermeldung über zu viele Datenpunkte bekam.


Grüße,
Claudius

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K. Glockner
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erstellt am: 29. Nov. 2017 09:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Claudius91 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Claudius,

Für die korrekte Definition der Kurve siehe: http://help.solidworks.com/2017/german/solidworks/cworks/t_defining_stress_strain_curves.htm

"Für die Materialmodelle 'Hyperelastisch Ogden' und 'Hyperelastisch Mooney Rivlin' können Sie für das Dehnungsverhältnis (verformte Länge/unverformte Länge) versus Nennspannung (Kraft/Anfangsfläche) auf Grundlage experimenteller Daten aus den folgenden Arten von Materialtests Datenpaare festlegen: einfache Zugspannung, planare Zugspannung oder reine Schubspannung und biaxiale Spannung."

VG

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K. Glockner
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Hallo Claudius,

Mit den in deinem Versuch gewonnen Daten kannst du nicht in die Definition einer Zugspannungskurve - als regulärer Materialtest - gehen.
(Was sollen deine Spannungen genau darstellen?)

VG

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Claudius91
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Hallo K.Glockner,

mit den Daten möchte ich genau den Versuch in der Simulation nachstellen.
Daher die so spezielle Versuchsart.
Mit Ansys bekomme ich damit plausible Ergebnisse, nur mit Solid WOrks will es nicht so recht.

Grüße,
Claudius

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K. Glockner
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Hallo Claudius,

Um deine Materialdefinition wirklich auf Plausibilität zu prüfen, würde ich verschlagen an einem einfachen Körper (z.B. einem Würfel) bei definierter Dehnung (als vorgegebene Verschiebung) die Spannungen zu kontrollieren.
Dann solltest du dich bei den Werten, welche du in die Kurve eingegeben hast, wiederfinden.
Du kannst aber nicht erwarten, korrekte Spannungen in deinem Setup des Gummirings zu sehen, wenn du keine entsprechend definierte/n Kurve/n vorgibst, denn deine Spannungsdefinition entspricht nicht der eines regulären uniaxialen Zugversuchs.
Was genau möchtest du denn mithilfe der Simulation untersuchen?

VG,
Kilian

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Claudius91
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Hallo Kilian,

die Plausibilität habe ich an einem Würfel mit Solid Works und zur Kontrolle händisch geprüft. So weit stimmen die Ergebnisse überein.

Mit Hilfe der Simulation möchte ich die Verschiebungen des Gummirings unter Last untersuchen. Im Prinzip möchte ich genau den Versuch aus dem ich die Daten habe im Solid Works. Daher dachte ich die Daten aus dem Versuch wären "näher dran" an der Realität.
Wennn ich die Ergebnisse mit einem Faktor versehe, passen die Kurven auch aufeinander...

Grüße,
Claudius

Weiß zufällig jemand was die Fehlermeldung Alp & Mu von Kurvenanpassung nicht gefunden bedeutet?

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K. Glockner
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erstellt am: 30. Nov. 2017 15:29    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Claudius91 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Claudius,

"Im Prinzip möchte ich genau den Versuch aus dem ich die Daten habe im Solid Works. Daher dachte ich die Daten aus dem Versuch wären "näher dran" an der Realität."

Das funktioniert so nicht. Du musst wie gesagt die erforderlichen Kurven eingeben, damit dann die entsprechenden Materialparameter gefittet werden können. SOLIDWORKS interpretiert deine Zugspannungskurve als uniaxialen Zugversuch, d.h. wenn du irgendeine andere Spannungsdefinition für deine Datenpunkte verwendest, bekommst du keine vernünftigen Ergebnisse.
http://help.solidworks.com/2017/german/solidworks/cworks/c_using_test_data_for_mooney_and_ogden_material_models.htm

Zu den verschiedenen Testmethoden findest du z.B. hier einen Überblick:
http://www.axelproducts.com/hyperelastic.html

Deine Fehlermeldung könnte darauf hindeuten, dass du mit einem Materialmodell höherer Ordnung rechnen willst, dafür aber zu wenig Datenpunkte (also z.B. nur eine Kurve) vorgibst.

Du verwendest das Ogden-Modell, oder?

VG,
Kilian

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Claudius91
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Hallo Kilian,
vielen Dank für deine Antwort.

Der Einwand klingt auf jeden Fall gut. Zu Beginn habe ich das auch so verstanden. Im Materialmenü von Solid Works steht tatsächlich "Einfache Zugspannung" - in der Hilfe steht jedoch nur einfache Spannung. Das würde ja sowohl Druck- als auch Zugkurven möglich machen. Auch auf Axel Products heißt es "simple Tension". In älteren Versionen von Solid Works Simulation hieß es auch "einfache Spannung" - in der Ansys Workbench "uniaxiale Versuchsdaten".

Ich glaube den Elastomer über einen Zugversuch zu fitten und dann über Druck zu belasten funktioniert deshalb schlecht, weil sich der Elastomer auf Zug anders verhält als unter Zug.

Dein Tipp hat mich allerdings dazu gebracht dass ich denke dass mein Versuch eher eine Mischung aus einem uniaxialen Versuch und einem Schibversuch darstellt und ich daher falsche Werte erhalte.

In der Workbench konnte ich mir dazu ja das Fitting anschauen. Grundsätzlich hat es gepasst, nur bei großen Dehnungen wieß das Ansys Fitting ein zu hohes E-Modul auf.

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Claudius91
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erstellt am: 30. Nov. 2017 16:03    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ah, werde am Montag mal einen uniaxialen Druckversuch durchführen. Ich hoffe das verschafft etwas Klarheit.

Zur Anfangsfrage:
Versteht ihr das Solid Works Dehnungsverhältnis auch als (l-dl)/l anstelle dl/l

Grüße,
Claudius

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K. Glockner
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erstellt am: 01. Dez. 2017 07:16    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Claudius91 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Claudius,

Dehnungsverhältnis = verformte Länge/unverformte Länge, also (l+dl)/l wobei dl auch negativ sein kann.
http://help.solidworks.com/2017/german/solidworks/cworks/t_defining_stress_strain_curves.htm

Beachte auch, dass die ausgegebenen Spannungen wahre Spannungen (Cauchy) darstellen.

VG,
Kilian

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Claudius91
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erstellt am: 20. Mrz. 2018 14:13    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi zusammen,

am Ende hatte ich einfach das falsche Materialmodell verwendet. Über das Curve-Fitting von Ansys kann man sich die Übereinstimmung mit den Testdaten sehr gut anschauen und daraus resultierend ein Modell auswählen. Bei Solid Works bleibt da nur die Möglichkeit jedes Materialmodell durchzurechnen und anhand der Ergebnisse zu wählen.

Danke für eure Hilfe, echt top!!!

Grüße,
Claudius

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