Studiul influenței frecării asupra epruvetei supusă la încercarea la compresiune

Introducere

Metoda elementelor finite (MEF) este departe de a fi perfectă, dar este cea mai bună dintre metodele disponibile în prezent pentru o mare varietate de tipuri de calcule, în toate domeniile activităţilor inginerești.

Scopul primordial al proiectării este de a obţine cel mai bun sistem posibil pentru un ansamblu de cerinţe impuse.

Efectuarea unor calcule de rezistenţă pentru structurile realizate din materiale compozite, în vederea stabilirii stării de tensiuni şi deformaţii, reprezintă una dintre principalele probleme cu care se confruntă cercetătorii în domeniu. Utilizând avantajele metodelor numerice de calcul se pot obţine rapid şi corect soluţiile căutate, pentru probleme variate şi de o mare importanţă practică.

Majoritatea elementelor finite specializate apărute în acest domeniu, permit efectuarea unei analize globale a structurilor, elementele finite având grosimea egală cu cea a compozitului din care este realizată structura studiată. Cu asemenea elemente finite se pot obţine informaţii referitoare la starea de tensiuni şi deformaţii din fiecare strat ce intră în componenţa structurii [6]. La nivelul fiecărui strat sunt aplicate apoi, criterii de rupere adecvate, în vederea stabilirii valorilor tensiunilor echivalente şi a verificării structurii. Elementele finite de acest tip nu pot contribui la identificarea naturii deteriorărilor compozitului.

Lucrarea tratează solicitarea la compresiune pentru a determina influenţa frecării asupra epruvetei.

Programul care se foloseşte este “Abaqus 6.10”. La toate programele de calcul utilizate (softuri utilizate) la simularea prin metoda elementului finit se realizează în trei faze:

- Preprocesare,

- Procesare

- Postprocesare.

În prima parte a lucrării se realizează următoarele:

-Se analizează starea de tensiune în funcție de coeficientul de frecare

-Se analizeză starea de deformare în funcție de coeficientul de frecare

-Se analizează evoluția forței de compresiune în funcție de coeficientul de frecare

În cea de a doua parte se realizează dimensionarea elementelor componente, ce fac parte din operația de frezare a unei piese, cu ajutorul metodei elementelor finite.

Obiectivele lucrării sunt următoarele:

- Analiza influenţei coeficientului de frecare

- Analiza modelului în ABAQUS;

- Variaţia coeficientului de frecare pentru fiecare model în aceleași condiţii pentru a vedea impactul ce îl are frecarea asupra modelului supus la compresiune.

PARTEA I. Studiul influenței frecării asupra epruvetei supusă la încercarea de compresiune

1.1. Geometria utilizată la simulare. Condiţii la limită

Datele de intrare ale problemei sunt prezentate în tabelul 1.1.1:

Tabelul 1.1.1 Date de intrare

Material Modulul de elasticitate Coeficientul lui Poisson σ0 K n

40Cr10 210 0.29 600 312.9 0.066

Materialul epruvetei 40Cr10, un oţel aliat de imbunătățire, cu conținut mediu de C mai mare de 0,2%.

Datele principale ale piesei sunt prezentate în tabelul 1.1.2:

Tabelul 1.1.2 Datele principale ale piesei

Diametrul cilindrului Lungimea Coeficientul de frecare Deplasarea

24

32 0.3

0.1

0.01

22

Comportamentul în domeniul plastic este descris de legea: σ=σ0+K·ɛn.

Deoarece avem 3 coeficienţi de frecare, vom avea de analizat 3 modele pe S Mises și PEEQ.

Pt Modelul 1

Pt Modelul 2

Pt Modelul 3

Pentru studiul influenţei frecării asupra epruvetei supuse la încercare la compresiune se va folosi softul Abaqus 6.10.

Se realizează în PART mai întai epruveta pe un model 3D deformabil-solid-revoluţie.