
Elastomerbauteile praxisnah simulieren
Von der Shore-Härte zum Mullins-Effekt

In diesem Seminar lernen Sie, geeignete Materialmodelle auszuwählen und anzupassen sowie Verstärkungen und eingeschlossene Fluide zu modellieren. Diese Schulung wird als 2-tägiges Seminar angeboten.
Dauer
2 Tage
Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Mechanical
Verwendete Software
Ansys Mechanical
- Sie wählen das für Ihre Anwendung richtige Materialmodell aus
- Die richtigen Messungen beauftragen und Materialmodelle anpassen
- Robustheit und Genauigkeit durch adaptive Neuvernetzung steigern
- Eingeschlossene Fluide und Faserverstärkungen effizient simulieren
Beschreibung
O-Ringe, Ventile, Membranen, Lager: viele Produkte des Maschinen- und Automobilbaus, der Luft- und Raumfahrttechnik sowie der Medizintechnik wären undenkbar ohne die große, reversible Verformbarkeit und guten Dämpfungseigenschaften von Elastomeren.
Im Seminar erlernen Sie die Auswahl geeigneter Materialmodelle zur Simulation des statischen Verhaltens (Hyperelastizität), des dynamischen Verhaltens (Viskoelastizität) sowie der Schädigung von Elastomeren (Mullins-Effekt). Wir vermitteln Ihnen das notwendige Wissen, um die richtigen Messungen zu beauftragen und Ihr gewähltes Modell mit Hilfe der Messergebnisse anzupassen. So verbessern Sie die Robustheit und Genauigkeit Ihrer Ansys-Analyse für Bauteile. Kenntnisse zur effizienten Simulation eingeschlossener Fluide und faserverstärkter Elastomerbauteile runden das facettenreiche Seminar ab.
Dieses Seminar richtet sich an Berechnungsingenieure und Konstrukteure, die mehr über die Simulation von Elastomeren wissen wollen.
Detaillierte Agenda für diese 2-tägige Schulung
Tag 1
01 Simulation von Elastomerbauteilen
- Eigenschaften von Elastomeren
- Übersicht zu verfügbaren Materialmodellen
- Richtige Auswertung großer Dehnungen
- Demonstrator: Berechnung der Kennlinie einer Luftfeder
- Workshop: Kompression eines O-Rings
02 Hyperelastische Materialmodelle
- Kontinuumsmechanische Grundlagen
- Verzerrungsenergiefunktionen: Neo Hooke, Mooney-Rivlin, Yeoh, Ogden und weitere
- Optimale Elementeinstellungen bei Volumenkonstanz (u-p-Formulierung)
- Workshop: Konvergenzuntersuchungen an einem Tastaturanschlag
03 Viskoelastische Effekte
- Grundlagen der Prony-Reihe
- Zeitbereich: Relaxation
- Frequenzbereich: dynamische Verhärtung
- Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzip: WLF- und TN-Shiftfunktion
- Workshop: Spannungsrelaxation in einem Querpressverband
04 Systematische Materialcharakterisierung
- Schätzung des Schubmoduls aus der Shore-Härte und Beispielparametersätze
- Ableitung bauteilorientierter Versuchsbedingungen mit dem Invariantendiagramm
- Standardversuche für hyperelastische und viskoelastische Materialien
- Curve-fitting in Ansys Workbench
- Workshop 1: Anpassung hyperelastischer Modelle an Versuchsdaten mit Ansys Workbench
- Workshop 2: Anpassung der Pronyreihe an Relaxationversuche mit Ansys Workbench
Tag 2
05 Schädigung und zyklisches Materialverhalten
- Phänomenologie: Schädigung (Mullins-Effekt) und zyklisches Spannungs-Dehnungs-Verhalten (nichtlineare Viskoelastizität) von Elastomeren
- Ogden-Roxburgh-Modell (Mullins-Effekt)
- Bergström-Boyce-Modell (nichtlineare Viskoelastizität)
- Demonstrator: Parameteridentifikation des Ogden-Roxburgh-Modells mit Ansys optiSLang
- Workshop: Zyklische Torsion einer Fahrwerksbuchse mit dem Bergström-Boyce-Modell
06 Modellierung faserverstärkter Elastomere
- Kurzfaserverstärkung: anisotrope Hyperelastizität mittels Strukturtensoren
- Endlosfaserverstärkung: Reinforce-Elemente (REINF)
- Workshop: Maximal übertragbares Moment eines Keilriemens
07 Modellierung eingeschlossener Fluide
- Beispiele für Fluid-Struktur-Interaktionen
- Hydrostatische Fluidelemente (HSFLD)
- Fluidmodelle: inkompressible und kompressible Flüssigkeiten, ideale Gase
- Definition in Ansys Mechanical und Postprocessing
- Workshop: Abhängigkeit der Steifigkeit eines Gummiballs vom Luftdruck
08 Adaptive Neuvernetzung (NLAD)
- Ablauf einer Analyse mit Neuvernetzung
- Kriterien: Wann wird neu vernetzt?
- Einstellungen: Wie wird neu vernetzt?
- Empfohlene Neuvernetzungseinstellungen
- Workshop: Neuvernetzung eines O-Rings unter Betriebslast
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