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  1. #1
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    Predefinito materiali elastici e modulo di Young

    Salve a tutti,
    avrei bisogno del vostro aiuto per risolvere un problema:
    devo modellare un dispositivo idraulico, in cui l’acqua esercita una pressione su una piastrina (membrana) in silicone, che deformandosi sotto l’azione di questa pressione, ostruisce un foro di uscita che determina la portata. Più alta è la pressione dell’acqua, più la piastrina si deforma e ostruisce il foro e più diminuisce la portata. Viceversa, se la pressione è bassa la piastrina non si deforma, non ostruisce il foro e quindi la portata aumenta.
    Il problema maggiore sta nel valutare la deformazione della piastrina, essendo la deformazione delle gomme un fenomeno altamente non lineare, dovrei considerare il silicone un materiale iperelastico, o per semplicità si può considerare un materiale elastico?
    Inoltre non riesco a trovare il valore del modulo di Young del silicone, ho trovato quello della gomma (natural rubber), sapete dove posso trovare delle tabelle specifiche per i materiali elestomerici?

    Grazie a tutti.
    *Postulato n. 1: La Conoscenza è potenza
    *Postulato n. 2: Il tempo è denaro
    Tutti gli ingegneri sanno che: Potenza = Lavoro / Tempo
    Poiché: Conoscenza = Potenza e Tempo = Denaro
    abbiamo dunque con una semplice sostituzione
    Conoscenza = Lavoro / Denaro
    Otteniamo dunque facilmente Denaro = Lavoro / Conoscenza
    Quindi se la Conoscenza tende a zero, il Denaro tende verso infinito.
    Viceversa quando la Conoscenza tende verso infinito, il Denaro tende a zero, anche se il Lavoro è molto elevato.

  2. #2
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    Citazione Originariamente Scritto da tecnico_plast Visualizza Messaggio
    Salve a tutti,
    avrei bisogno del vostro aiuto per risolvere un problema:
    devo modellare un dispositivo idraulico, in cui l’acqua esercita una pressione su una piastrina (membrana) in silicone, che deformandosi sotto l’azione di questa pressione, ostruisce un foro di uscita che determina la portata. Più alta è la pressione dell’acqua, più la piastrina si deforma e ostruisce il foro e più diminuisce la portata. Viceversa, se la pressione è bassa la piastrina non si deforma, non ostruisce il foro e quindi la portata aumenta.
    Il problema maggiore sta nel valutare la deformazione della piastrina, essendo la deformazione delle gomme un fenomeno altamente non lineare, dovrei considerare il silicone un materiale iperelastico, o per semplicità si può considerare un materiale elastico?
    Inoltre non riesco a trovare il valore del modulo di Young del silicone, ho trovato quello della gomma (natural rubber), sapete dove posso trovare delle tabelle specifiche per i materiali elestomerici?

    Grazie a tutti.
    C'e' il problema che le deformazioni nel tuo caso sono notevoli, per cui penso che usare l'ipotesi di linearita' sia poco realistico.

    Inotlre nel tuo caso mi sembra che tu hai fenomeni idraulici, per cui il sistema e' dinamico e non statico, con tutte le farie problematiche dovute al teorema di Bernoulli e agli attriti viscosi, esempio: l'inflessione della membrana dipendera' dal differenziale di pressione fra le due camere, ma la differenza di pressione dipendera' a sua volta dalla velocita' del flusso e quindi dall'inflessione della membrana. Credo che il tuo sistema dovrebbe andare a cercarsi il suo equilibrio elastico, per cui penso non potrai fare altro che usare una modellazione non lineare.



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  3. #3
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    Citazione Originariamente Scritto da cacciatorino Visualizza Messaggio
    C'e' il problema che le deformazioni nel tuo caso sono notevoli, per cui penso che usare l'ipotesi di linearita' sia poco realistico.

    Inotlre nel tuo caso mi sembra che tu hai fenomeni idraulici, per cui il sistema e' dinamico e non statico, con tutte le farie problematiche dovute al teorema di Bernoulli e agli attriti viscosi, esempio: l'inflessione della membrana dipendera' dal differenziale di pressione fra le due camere, ma la differenza di pressione dipendera' a sua volta dalla velocita' del flusso e quindi dall'inflessione della membrana. Credo che il tuo sistema dovrebbe andare a cercarsi il suo equilibrio elastico, per cui penso non potrai fare altro che usare una modellazione non lineare.
    Che il fenomeno sia altamente non lineare non ci sono dubbi.

    Il problema principale da risolvere in questa fase è quello di capire quali sono le leggi costitutive che caratterizzano il silicone, e trovare il modulo di Young.
    *Postulato n. 1: La Conoscenza è potenza
    *Postulato n. 2: Il tempo è denaro
    Tutti gli ingegneri sanno che: Potenza = Lavoro / Tempo
    Poiché: Conoscenza = Potenza e Tempo = Denaro
    abbiamo dunque con una semplice sostituzione
    Conoscenza = Lavoro / Denaro
    Otteniamo dunque facilmente Denaro = Lavoro / Conoscenza
    Quindi se la Conoscenza tende a zero, il Denaro tende verso infinito.
    Viceversa quando la Conoscenza tende verso infinito, il Denaro tende a zero, anche se il Lavoro è molto elevato.

  4. #4
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    Citazione Originariamente Scritto da cacciatorino Visualizza Messaggio
    Inotlre nel tuo caso mi sembra che tu hai fenomeni idraulici, per cui il sistema e' dinamico e non statico
    Dimenticavo di dire, che il fenomeno è stazionario, perchè una volta raggiunto l'equilibrio, ad una determinata pressione, la piastrina non si muoverà più e a me interessa studiare cosa succede a questo punto.
    Il transitorio durante il quale la piastrina si deforma fino a raggiungere l'equilibrio non deve essere oggetto di studio.
    *Postulato n. 1: La Conoscenza è potenza
    *Postulato n. 2: Il tempo è denaro
    Tutti gli ingegneri sanno che: Potenza = Lavoro / Tempo
    Poiché: Conoscenza = Potenza e Tempo = Denaro
    abbiamo dunque con una semplice sostituzione
    Conoscenza = Lavoro / Denaro
    Otteniamo dunque facilmente Denaro = Lavoro / Conoscenza
    Quindi se la Conoscenza tende a zero, il Denaro tende verso infinito.
    Viceversa quando la Conoscenza tende verso infinito, il Denaro tende a zero, anche se il Lavoro è molto elevato.

  5. #5
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    Citazione Originariamente Scritto da tecnico_plast Visualizza Messaggio
    Dimenticavo di dire, che il fenomeno è stazionario, perchè una volta raggiunto l'equilibrio, ad una determinata pressione, la piastrina non si muoverà più e a me interessa studiare cosa succede a questo punto.
    Il transitorio durante il quale la piastrina si deforma fino a raggiungere l'equilibrio non deve essere oggetto di studio.
    Ok, ma ho l'impressione che la posizione finale della membrana dipenda dal differenziale di pressione e dalla portata del momento.
    Per cui, pur lavorando in regime stazionario, la posizione della membrana non e' conosciuta a priori. Era questo che intendevo quando dicevo che devi dare al sistema la possibilita' di trovare il suo equilibrio, e questo ho l'impressione sia possibile farlo solo lavorando per approssimazioni successive, e quindi con analisi non lineare.



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  6. #6
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    La deformazione della membrana dipende dalla pressione, una volta raggiunto l'equilibrio a quella determinata pressione, mi interessa valutare la portata.
    Aumentando la pressione, la membrana si deforma ulteriormente e ostruisce ulteriormente il foro di uscita, influenzando la portata.
    Io devo valutare step-by-step la variazione della portata al variare della pressione, a step di 0.5 bar.
    *Postulato n. 1: La Conoscenza è potenza
    *Postulato n. 2: Il tempo è denaro
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    Quindi se la Conoscenza tende a zero, il Denaro tende verso infinito.
    Viceversa quando la Conoscenza tende verso infinito, il Denaro tende a zero, anche se il Lavoro è molto elevato.

  7. #7
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    Ciao tecnico_plast,

    il problema è piuttosto complesso ma abbastanza facilmente risolvibile se hai gli strumenti giusti.

    In particolare hai bisogno di un codice FSI, ovvero di accopiamento fuido strutturale, tipo MSC.Dytran e credo anche Abaqus.
    Il problema è non lineare, per una serie di aspetti, ovvero i materiali, i grandi spostamenti, i carichi, ma sono tutti modellabili in questi codici.

    Con tali codici (sicuramente con Dytran), puoi anche fare direttamente delle analisi dinamiche e quindi eseguire un transitorio di carico che ti analizza una serie di condizioni di portata.

    Ciao

    MacGG

  8. #8
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    Gli strumenti li ho, basta solo saper modellare il problema, per questo avevo inserito il post
    *Postulato n. 1: La Conoscenza è potenza
    *Postulato n. 2: Il tempo è denaro
    Tutti gli ingegneri sanno che: Potenza = Lavoro / Tempo
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    abbiamo dunque con una semplice sostituzione
    Conoscenza = Lavoro / Denaro
    Otteniamo dunque facilmente Denaro = Lavoro / Conoscenza
    Quindi se la Conoscenza tende a zero, il Denaro tende verso infinito.
    Viceversa quando la Conoscenza tende verso infinito, il Denaro tende a zero, anche se il Lavoro è molto elevato.

  9. #9
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    Ottimo tecnico_plast,

    allora con Dytran, ti consiglio di impostare una portata che via-via aumenta e quindi leggerti la pressione sulla membrana. Non saprei infatti come fare ad imporre la pressione al fluido senza fare una volume di fluido sufficiente al passagggio dello stesso nell'orifizio.

    Per il resto non credo che tu abbia problemi a modellarlo.

    Ciao

    MacGG

  10. #10
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    Citazione Originariamente Scritto da tecnico_plast Visualizza Messaggio
    Gli strumenti li ho, basta solo saper modellare il problema, per questo avevo inserito il post
    il problema è capire i limiti del software che usi...

    mesh deformabile o mesh mobile è la prima domanda da porsi...per esempio con cfx 11 non puoi fare la chiusura completa di un trafilamento e bisogna ricorrere o a trucchi (trafilamenti minimi) o alla mesh mobile del 12...dipende dal tuo software...

    poi dipende come puoi meshare i vari domini (solido/fluido) e poi dopo pensi a impostare la simulazione .. per esmepio con ansys devi creare prima la sim strutturale e importarla poi in cfx per creare una simulazione fsi...

    bio


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