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Autor Thema:  Materialmodell Thermoformen (1880 mal gelesen)
ct.Laak
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erstellt am: 16. Sep. 2013 14:35    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

Hi,
ich bin gerade dabei den Thermoformprozess mit AFC (Abaqus for Catia) zu simulieren. Die Ergebnisse hängen ja maßgeblich von den Materialmodellen ab. Bin gerade dabei mich in die verschiedeen Modelle einzuarbeiten. Vllt gibt es hier jemand der schon Erfahrungen in diesem Bereich gesammelt hat und mir dabei freundlicherweise helfen könnte.

Mich interessiert besonders

Mit welchem Modell sich der Thermoformprozess am besten abbilden lässt?

Wo man die Parameter für das entsprechende Modell findet bzw woraus sie sich ableiten lassen?

Vielen Dank 

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 19. Sep. 2013 22:17    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 ct.Laak 10 Unities + Antwort hilfreich

Hast du irgendwelche bestimmten Anforderungen? Ansonsten ist erstmal ein ganz normal elastisch-plastisches Material mit temperaturabhängigen Daten der einfachste Weg.

Die Beschaffung der Daten ist Aufgabe der Firma/ des Anwenders.

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ct.Laak
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erstellt am: 20. Sep. 2013 08:17    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

Bei den Anforderungen an die Simulation geht es mir hauptsächlich um die Dickenverteilung des Bauteils.

Bezgl den Modellen bin ich noch zu keinem eindeutigen Schluss gekommen.
Verschiedene Quellen besagen, dass sich mit Hyperelastischen Materialmodellen (z.B. Neo Hooke, Mooney Rivlin usw.)ausreichen gute Ergebnisse erzielen lassen. Was ich dabei allerdings nicht ganz verstehe ist, dass es sich dabei doch um ein elastisches Modell handelt und dabei keine plastischen Verformungen auftreten können, dh. ich dürfte die Load (Vakuum) am Ende der Simulation nicht deaktivieren?

Eine Möglichkeit die Modellparameter zu bestimmen wäre das "curve fitting". Dabei werden ja Daten aus Spannungs Dehnungs Diagrammen benötigt?! Allerdings findet die Werkstoffprüfung doch fast immer bei Raumtemperatur statt. Ich benötige aber doch Daten die das Material bei Umformtemperatur beschreiben?!
Gibt es noch andere Wege die Paramter zu bestimmen?

Hoffe ich bin auf dem richtigen Weg und würde mich über weitere Antworten freuen.


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Mustaine
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.



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Abaqus

erstellt am: 20. Sep. 2013 10:42    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 ct.Laak 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von ct.Laak:
Bei den Anforderungen an die Simulation geht es mir hauptsächlich um die Dickenverteilung des Bauteils.

Bezgl den Modellen bin ich noch zu keinem eindeutigen Schluss gekommen.
Verschiedene Quellen besagen, dass sich mit Hyperelastischen Materialmodellen (z.B. Neo Hooke, Mooney Rivlin usw.)ausreichen gute Ergebnisse erzielen lassen. Was ich dabei allerdings nicht ganz verstehe ist, dass es sich dabei doch um ein elastisches Modell handelt und dabei keine plastischen Verformungen auftreten können, dh. ich dürfte die Load (Vakuum) am Ende der Simulation nicht deaktivieren?


Solange nicht entlastet wird, könnten die Unterschiede zwischen einem hyperelastischen und elastisch-plastischen Material klein sein.


Zitat:

Eine Möglichkeit die Modellparameter zu bestimmen wäre das "curve fitting". Dabei werden ja Daten aus Spannungs Dehnungs Diagrammen benötigt?!

Bei hyperelastischen Materialien braucht man bestimmte Materialkoeffizienten. Die kann man aus Testdaten via Curve Fitting bestimmen. Abaqus/CAE hat hierfür eingebaute Möglichkeiten.


Zitat:

Allerdings findet die Werkstoffprüfung doch fast immer bei Raumtemperatur statt. Ich benötige aber doch Daten die das Material bei Umformtemperatur beschreiben?!
Gibt es noch andere Wege die Paramter zu bestimmen?

Gerade Kunststoffe ändern temperaturabhängig ihr Verhalten teilweise sehr stark. Da sollte man dann schon schauen, dass man vernünftige Daten hat. Falls man nicht weiß woher man die Daten bekommen kann, sollte man vielleicht mal seinen Chef fragen, wie man mit diesem Problem umgehen soll.

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ct.Laak
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erstellt am: 20. Sep. 2013 11:36    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

Erstmal vielen Dank für die schnelle Antwort!

Ich nehme an, dass es sich bei den Testdaten zur Bestimmung der Materialparameter um Spannungs-Dehnungs Diagramme handelt?!

Besteht die Möglichkeit des "curve fittings" auch in AFC?
Falls nicht, gibt es dazu Alternativen?

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 20. Sep. 2013 15:06    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 ct.Laak 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Testdaten sind üblicherweise Spannungs-Dehnungsdiagramme. In diesem Fall nominelle Spannungen und Dehnungen.
Die Möglichkeit gibt es aber nur in CAE. Ggf. von dort die ermittelten Koeffizienten einfach in AFC weiterverwenden.

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ct.Laak
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erstellt am: 09. Okt. 2013 16:19    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

Hallo,
ich habe jetzt Materialdaten (allerdings nur bei Raumtemperatur) für meine Folie in Form von wahren Spannungen und Dehnungen. Diese Daten habe ich in Nominelle umgerechnet und über Abaqus CAE eingelesen. Um eine erste grobe Rechnung zu machen habe ich die Parameter für das Neo-Hooke-Modell berechnet, C10=0,4681 und D=0. Bei der Berechnung bricht Abaqus mit der Fehlermeldung ab: The ratio of deformation speed to wave speed exceeds 1.0000 in at least one element. This usually indicates an error with the model definition.

In der Darstellung sieht man das die Folie Wellen macht und viel zu weich geworden ist. Ist die Darstellung jetzt zu elastisch, oder liegt es an dem verwendeten Materialmodell?
Wenn ich den Parameter c10 auf 400000 setzte dann rechnet er durch, vllt ein zeichen das die Einheiten nicht konstistent sind?

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 11. Okt. 2013 15:06    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 ct.Laak 10 Unities + Antwort hilfreich

Es scheint so, als ob die Last zu hoch für die Materialsteifigkeit ist. Da solltest du alle in Frage kommenden Einstellungen nochmal prüfen.

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sergejfährlich
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Hallo,

dein Parameter D = 0 ist das Problem und bedeutet, dass dein Kompressionsmodul unendlich groß ist (D = 2 / Kompressionsmodul). Versuche mal mit deinem Schubmodul und einer für die Folie realistischen Querkontraktionszahl den Kompressionsmodul zu bestimmen.

Viele Grüße

Hendrik

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ct.Laak
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erstellt am: 17. Okt. 2013 17:48    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

Nach meinen Recherchen wird durch D=0 lediglich die Folie als inkompressibel definiert, was mir bei dem thermoforming Prozess durchaus realistisch erscheint. 

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hempres
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Dann überleg dir mal was mit dem Zeitschritt passiert, wenn du wirklich inkompressibel rechnen möchtest.

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ct.Laak
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erstellt am: 18. Okt. 2013 10:40    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

Weiß nicht genau worauf du hinaus willst?!

Die Schrittweite wird doch automatisch bestimmt?

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hempres
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erstellt am: 18. Okt. 2013 14:49    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 ct.Laak 10 Unities + Antwort hilfreich

Ja und hängt von der Wellenausbreitungsgeschwindigkeit ab, die wiederum vom Kompressionsmodul abhängig ist.
Bei einem Kompressionsmodul gegen Unendlich erhälst du theoretisch einen Zeitschritt, der gegen Null geht. Ob Abaqus das noch verhindert, weiß ich nicht und wird wahrscheinlich Mustaine beantworten können.
Habe leider keine Zeit das jetzt zu probieren.

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