Anyagroncsolódás modellezése ABAQUS/Standard környezetben
Anyagroncsolódás modellezése ABAQUS/Standard környezetben
Ortvein János Péter, MSc I. évf.
e-mail: janosortvein@hotmail.de
Konzulens: Dr. Szekrényes András, Műszaki Mechanika Tanszék
e-mail: szeki@mm.bme.hu
Az Audi Hungaria Motor Kft., Motorfejlesztés területének egy korábbi projektje egy motoremelő/-mozgató fül végeselemes vizsgálata. A biztonságos tervezéshez, ill. ellenőrzéshez elengedhetetlen az alkatrész anyatulajdonságainak pontos ismerete, egy pontos anyagmodell.
Egy müncheni vállalat lapos próbatestek szakítóvizsgálata során határozta meg az alkalmazott anyag tulajdonságait, és létrehozott egy olyan anyagmodellt, amely mind a képlékeny, mind pedig a tönkremeneteli tulajdonságokat tartalmazza. A projekt célja ezen anyagmodell validálása, amely a későbbi virtuális vizsgálati eredmények értékelésében és az alkatrészek ellenőrzésében jelentős előrelépést fog nyújtani. Ehhez azonban szükséges egy olyan végeselemes modell, ill. módszer megalkotása, amely a szakítóvizsgálati környezetet jól modellezi, és a szakítóvizsgálat eredményeit a lehető legpontosabban közelíti.
A számítógéppel támogatott számítások esetén alkalmazott hagyományos végeselem módszert „behatárolt” módszernek is nevezhetjük, ugyanis csak bizonyos, jól definiált korlátok között képes modellezni az anyag viselkedését, azaz nincs lehetőség repedés, és/vagy törés virtuális modellezésére. A probléma megoldásának újdonsága így éppen abban rejlik, hogy egy teljesen új módszer, az XFEM segítségével - a hagyományos FEM-től eltérően - lehetőségünk nyílik az alkatrészek szerkezeti roncsolódásának, törésének végeselemes modellezésére, biztosítva ezáltal a szakítóvizsgálat környezetének és eredményeinek pontos közelítését, és a mechanikai anyagmodell validálásának elméleti lehetőségét.
A szakítóvizsgálat környezetének végeselemes modelljét igyekeztem a lehető legpontosabban felépíteni a helyes peremfeltételek alkalmazásával, biztosítva ezáltal a modell valóságos viselkedését. Dolgozatomban egy általam megalkotott kiértékelési módszert is ismertetek, amely egy következetes és jól átlátható eredményértelmezést biztosít az eredmények validálásához. A TDK dolgozatom legfontosabb eredménye egy olyan XFEM-en alapuló módszer kidolgozása, amely segítségével egy adott alkatrész szakítószilárdság utáni viselkedése is modellezhető, megjeleníthető. Munkám során több tervezési variánst is felépítettem. Ezekben a roncsolódás modellezéséhez szükséges parancsok gyakorlati alkalmazását megmagyaráztam, és értelmeztem a próbatest-modell viselkedését. Így jutottam el a végső variáns megalkotásához, amelynek eredményeit összevetettem a méréssel meghatározott anyagmodellel. A kidolgozott XFEM-en alapuló módszert egy gyakorlati példán is bemutatom, amely előrelépést jelent az AHM Kft. fent említett projektjében.
Dolgozatomban emellett további lehetőségeket említek az anyagroncsolódás számítógépes modellezésének finomítására, amik hasznosak lehetnek az XFEM alapú kutatások további fejlesztése érdekében.
Legfontosabb irodalom:
[1] T. Udomphol, „Laboratory 3: Tensile Testing,” Mechanical metallurgy laboratory 431303.
[2] ABAQUS, „User Guide”.
[3] ABAQUS, „Keywords Reference Manual”.
szerző
-
Ortvein János Péter
gépészmérnöki
nappali alapszak
konzulensek
-
Angeli Dániel
Motorfejlesztő mérnök, Anyagtudomány és Technológia Tanszék -
Dr. Szekrényes András
egyetemi docens, (külső)
