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Autor Thema:   Nicht-lineare Viskoelastizität (3178 mal gelesen)
absolut1982
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erstellt am: 11. Sep. 2013 15:35    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

Laut Literatur wurde ein Modell zur Beschreibung von nicht-linearen viskoelastischem Materialverhalten als Fortran-Subroutine (UMAT) in Abaqus implementiert.

Theorie: Das Modell stützt sich an den linear viskoelastischen Ansatz, bei dem der Modulverlauf durch die Summe mehrerer Exponentialfunktionen approximiert bzw. durch die Prony-Reihe beschrieben wird. Die Berücksichtigung der Nichtlinearität erfolgt dabei durch die fortwährende Anpassung der Prony-Koeffizienten (gi=Ei/E0) an die vorliegende Dehnungsbeanspruchung.

Mit dem Parallel network viscoelastic model basierend auf den Maxwell-Elementen (22.8.2 Abaqus Analysis Users Manual 6.12) kann die nicht-lineare Viskoelastizität beschrieben werden.

Zur Kalibrierung des Models liegen Spannungs-Dehnungs- und Kriechmodul-Zeit-Diagramme bei verschiedenen Temperaturen vor. Weitere Diagramme wie Viskosität-Schwergeschw., Schubspannung-Schergeschw., Sekantenmodul-Dehnung, usw. stehen ebenfalls zur Verfügung.

Anfängerfragen:

1. Wie kann ich denn die UMAT in meine Berechnung einbinden ?

2. Bei der Materialdefinition kann ich die Parameter für die Prony-Reihe angeben, Relaxationszeit tau_i und Prony-Koeffizient g_i sind klar, wofür der Parameter k_i ? Kompressionsmodul ?

3. Es wird doch die Prony-Reihe in der Form E(t)=E_∞+∑E_i e^(-t/τ_i) verwendet.

4. Diagramme (CAMPUS): Muss ich die Wertepaare manuell übernehmen, sprich ablesen oder gibt es die in tabellarischer Form ? Vielleicht in der Desktop Version ?

Kann mir jemand erklären wie man die Berechnung des nicht-linearen Werkstoffverhaltens in Abaqus umsetzen kann bzw. die UMAT in die Analyse integriert ?

Hab jetzt Beiträge mit einigen hilfreichen Informationen gefunden, werde diese mir jetzt reinziehen
"Abaqus viscoelastic"

[Diese Nachricht wurde von absolut1982 am 11. Sep. 2013 editiert.]

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slein89
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erstellt am: 12. Sep. 2013 08:44    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 absolut1982 10 Unities + Antwort hilfreich

1a) Materials--> General --> User Material ; Und hier die entsprechenden Konstanten, die deine UMAT verlangt, eingeben.
1b) Job --> Edit --> Reiter "General" --> "User Subroutine File" ; Hier den Pfad zur UMAT eingeben.

2. Ja mit den k_i wird der Kompressionsmodul bestimmt. Die elastische Feder des Maxwell Elements bedarf ja zweier Materialparameter zur vollständigen Beschreibung und das sind hier Schub- und Kompressionsmodul.

3. Ist das eine Frage?

4. Du musst schon selber wissen, wie du an die Daten der Diagramme kommst. Auf jeden Fall musst du sie ABAQUS übergeben.

Generell scheinst du hier zwei Sachen zu vermischen. Meines Wissens nach (ich bin mir aber nicht ganz sicher) verwendest du entweder das von ABAQUS angebotene Visko-Elastische Stoffgesetz und kannst hier unter anderem die Approximation mittels Prony Reihen auswählen. Oder du schreibst dir ein eigenes Stoffgesetz und implementierst es als UMAT.

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absolut1982
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erstellt am: 12. Sep. 2013 14:27    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


Quelle1.jpg


Quelle2.jpg


Quelle3.jpg

 
Je mehr ich mit dem Thema Nicht-lineare Viskoelastizität beschäftige, desto intransparenter wird dieses.

Bild 1 u. 2: Demnach reicht für die Berechnung der Prony-Koeffizienten die Angabe der Isochronen (Daten-Kriechversuch).

Bild 3: Implementierung des nicht-linearen Materialmodells in Abaqus.

Könnte jemand hier etwas Licht ins Dunkle bringen ?

Materialdefinition-Viscoelastic (isotrop):
Time:Prony

Ec(t) aus dem Diagramm

Bestimmung der Parameter: für den zeitabhängigen Schubmodul gilt G(t)=Ec(t)/(2+2v), K(t)=G(t)*(2+2v)/(3-6v)?

Für die Relaxationszeit Tau die Zeit in Stunden für den jeweligen Kriechmodul aus dem Diagramm? 

Oder wie kann ich direkt die Messdaten aus dem Isochronen-Diagramm in Abaqus eingeben ?
Time: Creep test data ???

[Diese Nachricht wurde von absolut1982 am 12. Sep. 2013 editiert.]

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Goldstein
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erstellt am: 12. Sep. 2013 19:54    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 absolut1982 10 Unities + Antwort hilfreich

absolut1982
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erstellt am: 13. Sep. 2013 15:57    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

@ Goldstein: Die Doku ist "Gold" wert. Vielen Dank. Werde mich jetzt mit dem Kram intensiv beschäftigen und einen Leitfaden zu diesem Thema posten.

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absolut1982
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erstellt am: 16. Sep. 2013 14:05    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

Die Materialdaten aus der CAMPUS-Datenbank basieren auf dem Kriechversuch nach DIN EN ISO 899-1 (Bestimmung des Kriechverhaltens - Zeitstand-Zugversuch).

1. Abaqus verlangt für das viskoelastisches Materialverhalten die Eingabe von Schubmodul G bzw. Kriechnachgiebigkeit J (Kehrwert-G), die aus meiner Sicht aus einem Zeitstandversuch mit Verscherung der Probe ermittelt werden ?

2. Also muss der Schubmodul bzw. die Kriechnachgiebigkeit anhand der Kriechmodul-Zeit-Kurven mit G(t)=Ec(t)/(2+2v) berechnet werden ?

3. Für die lineare Viskoelastizität reicht laut Tutorial eine einzige Kriechmodul-Zeit-Kurve aus, also muss der Bereich mit der Festlegung der Belastungshöhe eingegrenzt werden. Heisst es im Umkehrschluss, dass die Simulation nur diesen Bereich bzw. das Materialverhalten nur bei dieser Belastung abbilden kann ?

4. Wie soll man dann für eine gekoppelte Thermische Ausdehnungsanalyse bei konstanter Temperatur die richtige Kriechkurve sprich mit der passenden Belastungshöhe auswählen ? Wäre es sinnvoll das Bauteil im ersten Step mit Coupled temp-displacement auf die auftretenden Dehnungen und resultierenden Wärmespannungen (wegen Lagerung) zu analysieren und anhand dieser Werte die am Besten passende Kurve im Isochronen-Diagramm auswählen und dieses zur Ermittlung des zeitabhängigen Kriechmoduls im Kriechmodul-Zeit-Diagramm heranziehen ?

[Diese Nachricht wurde von absolut1982 am 16. Sep. 2013 editiert.]

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absolut1982
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erstellt am: 17. Sep. 2013 13:50    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

Was haltet Ihr nun von der Idee für die Beschreibung des viskoelastischen Materialverhaltens den Kriechmodul aus dem Zeitstand-Zugversuch in einen Schubmodul umzurechnen und diesen für die Berechnung der Prony-Reihen Abaqus als Shear test data zu übergeben.

Bedenken ?

Keiner einen Tipp ?

[Diese Nachricht wurde von absolut1982 am 18. Sep. 2013 editiert.]

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Alican
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Berechnungsingenieur


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Beiträge: 56
Registriert: 24.02.2012

erstellt am: 02. Nov. 2013 11:03    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 Nur für absolut1982 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Goldstein,

die Seite ist wohl chinesisch 

kann man die dokus nicht abspeichern?

Gruss Alican

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