산업 제조
산업용 사물 인터넷 | 산업자재 | 장비 유지 보수 및 수리 | 산업 프로그래밍 |
home  MfgRobots >> 산업 제조 >  >> Manufacturing Equipment >> 산업용 장비

Abaqus의 고급 재료 모델링

이 게시물은 고급 재료 모델링에 중점을 둔 2016 경험 시대의 과학 컨퍼런스에서 발표된 고객 문서를 참조합니다. 나는 이러한 여러 프레젠테이션의 세션 의장이었습니다.

Abaqus 소프트웨어의 최첨단 사용의 중심 중 하나는 고급 재료 모델링(구성 모델링)에 대한 논의입니다. 이 토론은 많은 또는 모든 산업에 걸쳐 있는 경향이 있으며 최근의 경험의 시대 과학 컨퍼런스도 예외는 아닙니다. Abaqus/Standard 및 Abaqus/Explicit 모두에서 고급 재료 모델 사용에 대한 고객의 많은 논문과 프레젠테이션이 있었습니다. 이러한 논문 중 일부는 전문 산업 트랙에서 발표된 반면, 다른 논문은 "재료" 또는 "복합물" 트랙에서 발표되었습니다.

고급 재료 모델링에 대한 두 가지 주제는 다음과 같습니다.

<올>
  • 폴리머 및 플라스틱을 위한 더 나은 재료 모델
  • 고충실도 재료 모델을 사용하여 열역학적으로 결합된 이벤트 및 프로세스를 모델링하는 데 중점을 둡니다.
  • 많은 산업 분야의 Abaqus 사용자는 엘라스토머, 폴리머 및 플라스틱에 대한 더 나은 재료 모델을 위해 노력하고 있습니다. Volgers(엘라스토머), Pannneerselvam(폴리머) 및 Karim(폴리머)의 논문은 모두 더 높은 충실도 재료 모델로의 움직임을 보여줍니다. 후자의 두 논문은 또한 비선형 점탄성을 포착하기 위해 Abaqus의 새로운 PRF(병렬 유변학적 프레임워크) 모델의 사용을 보여줍니다.

    Brown, Arias 및 Nyaaba의 논문은 모두 열기계적으로 결합된 이벤트 또는 프로세스의 모델링에 관한 주제를 보여줍니다. 첫 번째 논문은 단조 이벤트에서 금속에 초점을 맞추고, 두 번째 논문은 기계적 히스테리시스가 상당한 열을 발생시키는 고무 응용 분야에 초점을 맞춥니다. Nyaaba의 논문은 새로운 PRF 모델(비선형 점탄성용)의 사용과 고무의 점탄성 히스테리시스로 인해 열을 발생시키는 타이어 응용 분야에서의 사용에 대해 다룹니다.

    Abaqus, Dinesh Panneerselvam, Scott Russo, Jyoti Gupta, Unilife Medical Solutions의 고급 비선형 구성 모델을 사용하여 저장 수명을 위한 통합 안전 주사기 예측 및 설계

    초록: 의료기기 산업은 환자의 안전이 가장 중요한 규제가 심한 산업입니다. 최고의 품질과 환자 안전을 보장하기 위해서는 제조 시점부터 제품의 유통 기한, 사용 중에 원하는 대로 장치가 작동해야 합니다. 의료기기에 사용되는 플라스틱은 기기의 디자인에 따라 제품의 유통기한 동안 시간이 지남에 따라 기계적 물성이 저하될 수 있습니다. 따라서 재료 선택 및 장치 설계 시 플라스틱 거동의 이러한 측면을 고려하는 것이 중요합니다.

    장기간 일정한 하중을 받는 플라스틱은 크리프 변형을 나타냅니다. 크리프에 대한 테스트 장치는 최적의 설계를 산출하고 시장 출시 시간을 단축하기 위한 설계 반복의 지연으로 이어지는 긴 프로세스가 될 수 있습니다. 고급 재료 모델을 사용한 전산 모델링 및 FEA 시뮬레이션은 재료 거동을 높은 정확도로 예측할 수 있으며 시간이 지남에 따라 장치가 어떻게 작동하는지에 대한 깊은 통찰력을 제공하여 설계 반복에 대한 귀중한 피드백을 제공하고 설계 반복 주기를 줄이는 경우가 많습니다.

    본 논문에서는 평행 유변학적 프레임워크를 기반으로 한 초탄성-비선형 점탄성 모델을 사용하여 폴리카보네이트의 장단기 거동을 모델링합니다. 구성 모델은 단축 인장 및 장기 크리프 테스트 데이터에 대해 보정되며 Unifill FinesseTM 통합 안전 주사기의 폴리카보네이트 구성요소에서 시간의 함수로 변형을 예측하는 데 사용됩니다. 모델 예측은 장기간의 실시간 및 가속 노화 테스트 데이터에 대해 검증됩니다. 일반적으로 이러한 테스트는 몇 달 동안 실행됩니다.

    요약하면, 이 작업을 통해 FEA 시뮬레이션이 제품의 효과적인 도구로 활용될 수 있는 방법을 보여주는 ABAQUS의 고급 비선형 구성 모델을 사용하여 정확한 모델링 및 재료 크리프 변형 예측을 통해 테스트를 통해 시간이 많이 소요되는 값비싼 설계 반복을 몇 사이클로 단축했습니다. 시간과 비용을 절약하고 고품질 제품을 더 빨리 시장에 출시하기 위한 개발 프로세스. 전체 논문 읽기

    Abaqus PRF(Parallel Rheological Framework) 모델을 사용한 열가소성 중합체의 비선형 점탄성 회복 예측, Mohammed Karim, Zhenyu Zhang 및 Ye Zhu, DuPont Performance Materials

    요약: 열가소성 중합체는 가해진 하중을 제거한 후 영구 변형 또는 경화가 일어나기 전에 시간이 지남에 따라 약간의 점탄성 회복을 갖기 때문에 상당한 비선형 점탄성 거동을 나타냅니다. 이 작업에서는 Abaqus PRF 모델을 사용하여 이 시간 종속 점탄성 회복을 예측합니다. Abaqus의 선형 점탄성 모델과 달리 PRF 모델은 열가소성 재료의 일반적인 비선형 점탄성 거동을 예측할 수 있습니다.

    PRF 모델의 계수를 보정하기 위해 두 가지 유형의 테스트(응력 완화 및 세 가지 다른 변형 수준에서의 주기적 하중)가 사용됩니다. SIMULIA의 최적화 도구 Isight는 이러한 계수를 최적화하는 데 사용됩니다. 최적화된 계수를 사용하여 PRF 모델은 열가소성 폴리머의 시간 의존적 비선형 점탄성 회복을 예측할 수 있습니다. 전체 논문 읽기

    결합된 열기계 단조 시뮬레이션 및 재료 구성 법칙의 영향, Stuart Brown, Nagi Elabbasi 및 Eric Schmitt, Veryst Engineering

    초록: 올바른 열간 성형 설계는 성형 하중, 재료 변형 및 재료 속성의 정확한 예측에 의존합니다. 이것은 다이/가공물 접촉이 국부적 변형과 온도를 변화시키는 결합된 열기계 분석에 특히 해당됩니다. 이러한 변형과 ​​열 이력은 재료 미세 구조와 결과 제품 속성을 변경할 수 있습니다.

    이 프레젠테이션은 열간 단조 시뮬레이션 내에서 다양한 재료 및 접촉 모델의 영향을 조사하고 궁극적인 제품 성능에 대한 결과를 논의합니다. 우리는 속도 독립적 가소성을 사용하고 Abaqus 내에서 사용 가능한 Anand 내부 변수인 점소성 모델과 결과를 비교합니다. 우리는 또한 열 전달을 위해 다양한 압력 감도를 가진 다양한 접촉 조건을 사용합니다. 시뮬레이션은 구성 모델 선택이 단조의 최종 예측 속성에 강한 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 전체 논문 읽기

    변형 에너지를 사용하여 주기적 하중 하에서 열 축적에 대한 고무 트레드 설계 개선, Sergio Arias, Bahram Sarbandi 박사, Priyantha Sriwardene, Camso

    요약: 고무의 발열은 고무 구성요소가 주기적으로 하중을 받을 때 발생하는 복잡한 현상입니다. 이러한 열 축적의 발달은 로딩 및 언로딩 과정에서 발생하는 고무 화합물의 점탄성 특성에서 비롯되며 수치적으로 정량화하기 어려운 메커니즘입니다. 고무가 발명된 이후로 고무의 이 독특하고 특징적인 거동에 대한 많은 연구가 본질적으로 수행되었습니다. 지난 10여 년 동안 열 생성 영역에서 수많은 혁신이 있었으며 유한 요소 코드가 이 동작을 연구하기 위한 솔루션을 제공하기 시작했습니다.

    그러나 실용적인 목적을 위해 측정하고 검증하기에는 여전히 매우 복잡한 매개변수입니다. 결과적으로 열 축적 발생에 대해 트랙의 트레드 디자인을 개선하는 방법을 고안하는 다른 방법은 변형 에너지를 연구하는 것입니다. 이 연구의 목적은 하나의 전체 하중 주기에서 생성된 변형 에너지를 어떻게 사용할 수 있는지 이해하고 이를 활용하여 고무 트랙의 세계에서 지속적으로 증가하는 성능 요구를 충족할 수 있는 새롭고 더 나은 세대의 트레드를 설계하는 것입니다. 전체 논문 읽기

    오프로드 타이어 온도 분포의 FEA 예측, W. Nyaaba, S. Frimpong, G. Somua-Gyimah 및 G. Galecki, Missouri University of Science and Technology

    초록: 초대형 덤프 트럭 타이어의 과도한 열 발생 및 보유는 노상 광산 산업에서 타이어 고장의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다. 작동 타이어 온도 프로파일의 정확한 예측에는 작동 조건에 대한 완전한 탄성 재료 반응을 모방하기 위한 고급 수치 모델 및 솔루션 체계의 사용이 포함됩니다. 타이어에서 내부적으로 생성된 열은 롤링 중 점탄성 에너지 소산의 함수입니다. 이전의 연구 연구에서는 선형 점탄성을 사용하여 다소 비선형인 점탄성 고무 재질을 사용하여 오프로드(OTR) 타이어 발열 속도와 온도를 부정확하게 예측했습니다.

    이 백서는 타이어에 사용되는 충전된 고무 화합물의 실제 기계적 응답을 고려하여 OTR 타이어 온도 분포를 예측하는 정확한 접근 방식을 제시합니다. 고무 비선형 점탄성은 Abaqus에서 최근에 구현된 병렬 유변학적 프레임워크(PRF)를 사용하여 모델링되었습니다. Isight의 데이터 일치 구성요소를 사용하여 PRF 재료 모델 매개변수를 보정하는 데 두 지역 화합물(트레드 및 도체)에 대한 응력 완화 테스트 데이터가 사용되었습니다. Abaqus/Explicit의 완전 결합 열 응력 분석 절차는 (i) 선형 점탄성 및 (ii) 비선형 점탄성이라는 두 가지 재료 이론을 사용하여 모델링된 일반적인 Michelin 59/80R63 타이어의 온도 분포를 비교하기 위해 채택되었습니다. 얻어진 결과는 타이어 온도 분포가 Prony 시리즈 모델보다 PRF 재료 모델에 의해 더 정확하게 예측된다는 것을 보여줍니다. 전체 논문 읽기

    더 많은 고객 문서를 읽고 싶으십니까?

    2016 경험의 시대 과학에서 발표된 다른 논문을 읽고 싶다면 전체 회의 절차에 액세스하십시오. SIMULIA 학습 커뮤니티¹에서.


    산업용 장비

    1. 5가지 일반적인 적층 제조 공정
    2. 3D 프린팅에서 광중합이란 무엇입니까?
    3. 3D 인쇄에서 '도로'란 무엇입니까?
    4. Abaqus의 금속 재료 모델링
    5. 시간 및 자재 절약은 비용 절감으로 이어집니다
    6. 응답 로봇
    7. 물자 취급 안전 기본사항
    8. 작동 원리:마찰 재료
    9. 소결 마찰재 란 무엇입니까?
    10. 성형 마찰재의 3가지 주요 이점