ansys giunto incollato

Salve,
sono un nuovo utente di questo forum, mi chiamo Alessandro e sono uno studente dell'ultimo anno di Ingegneria meccanica, negli ultimi anni ho lavorato abbastanza con ProE e Matlab e ultimamente mi sto affacciando ad ansys.
Lavoro con ansys 14 in versione classica e trovo dei problemi nel seguente esercizio:

un giunto incollato da semplice sovrapposizione è formato da due lamine di alluminio (identiche fra loro) incollate per una lunghezza L. Poi mi sono forniti i dati dello spessore delle lamine e della colla, modulo elasticita tangenziale G della colla ed elasticità E del materiale. Queste due lastre sono tirate da una forza F.
Lo scopo dell'esercizio è di calcolare la tensione tangenziale e normale nello strato medio della colla.

Ho provato a definire il problema con gli elementi TARGET e CONTACT, il mio problema a questo punto sono i vincoli, se pongo dei vincoli tra colla e alluminio la tensione risulta zero, se non li pongo spostamento infinito.

Qualcuno ha qualche suggerimento?

ringrazio per l'attenzione

Alessandro

Ciao.
Personalmento ho avuto a che fare con un problema simile al tuo.

Io ho modellato la colla come una fondazione elastica ossia come un letto di molle tra nodi coincidenti senza usare elementi "strani" come target e similari.

Avevo a che fare con due pannelli (modellati come shell181) che erano incollati lungo una area comune.

Ora non so se questo è il tuo caso.

Se ti posso essere d'aiuto ben volentieri!

Grazie per l'idea, ma a quel punto non saprei come trovare la tensione nello strato medio della colla (che sarebbe modellata come molle..)

Comunque ora ci penso

Non vorrei dire baggianate ma alla fine l'andamento della colla dovrebbe essere simmetrico rispetto alla mezzeria, forse non c'azzecca nulla con quello che devi fare, ma è un input!!!

non puoi fare tre elementi solidi: due per le lastre e uno interno per la colla che poi taglierai con un apposito piano per analizzare l'andamento delle tau tangenziali?
Con le molle come fai a trovare una rigidezza equivalente?

Ecco qua il riferimento circa la modellazione della colla come fondazione elastica.

http://femci.gsfc.nasa.gov/adhesive/

Se non erro è stato implementato con Patran. Io l'ho adattato con ansys con risultati soddisfacenti

Quindi dici di abbandonare la strada di definire l'alluminio come TARGET(169) e la colla come CONTACT(171), ma di modellare l'adesivo come definito nel link che mi hai mandato e imporre dei vincoli fra l'elemento rigido del metallo e dell'elemento rigido della colla? giusto?

grazie ancora

nicnoc ha detto:

non puoi fare tre elementi solidi: due per le lastre e uno interno per la colla che poi taglierai con un apposito piano per analizzare l'andamento delle tau tangenziali?
Con le molle come fai a trovare una rigidezza equivalente?

Clicca per espandere...

Infatti è quello che ho provato a fare, definendo l'elemento colla come CONTACT e l'alluminio come TARGET, ma poi quando applico la forza mi si apre il sistema, (spostamento ux infinito) e se lo vincolo la tensione risulta zero.

se vuoi allego il .txt

fini
/cle

!---------------dati----------------

F=40000 !forza (N)
s=4e-3 !spessore lastre (m)
c=0.25e-3 !spessore colla (m)
L=40e-3 !lunghezza incollaggio (m)
b=100e-3 !larghezza parte incollata (m)
ee=70e9 !modulo di young dell'alluminio (Pa)
gg=1.4e9 !modulo G della colla (Pa)
poiscol=0.37 !rapporto Poisson colla
poisall=0.33 !rapporto Poisson alluminio

!------------parametri dipendenti--------------

ec=2*gg*(1+poiscol) ! modulo di young della colla (Pa)
ainc=L*b !area di incollaggio (m^2)
sez=s*b !sezione delle lamine (m^2)
pre=F/sez !pressione applicata sulle sezioni delle lamine
eps=1e-6

!-----------calcolo analitico----------

!
! w=sqrt(2*gg/(ee*s*c))
! tau=(F*w*cosh(2*w*x))/(b*sinh(w*L))
!

!---------------------------------------------

/prep7
et,1,42,,,3
et,2,42,,,3

r,2,b
r,1,b

mp,ex,1,ee
mp,ex,2,ec
mp,nuxy,1,poisall
mp,nuxy,2,poiscol

!------------mesh-----------

type,1
n,1
rect,-L/2,L/2+0.1,-c/2,-c/2-s
rect,L/2,-L/2-0.1,c/2,c/2+s
lesi,7,,,200,20
lesi,5,,,200,1/20
lesi,1,,,200,20
lesi,3,,,200,1/20
lesi,6,,,20,20
lesi,4,,,20,20

mshk,1
amesh,all

type,2
rect,L/2,-L/2,-c/2,c/2
lesi,10,,,4
lesi,9,,,320

mshk,1
amesh,all

!-----------ELEMENTI TARGET

et,4,169,,1
type,2
real,1
lsel,s,line,,5
lsel,r,loc,y,-L/2,L/2
alls

et,4,169,,1
type,2
real,3
lsel,s,line,,3
lsel,r,loc,y,-L/2,L/2
alls


!-----------ELEMENTI CONTACT

et,3,171
type,3
keyo,3,12,5

real,2
nsel,s,loc,y,c/2
nsel,r,loc,x,-L/2,L/2
esln
esurf
alls

real,3
nsel,s,loc,y,-c/2
nsel,r,loc,x,-L/2,L/2
esln
esurf
alls


!---------vincoli----------

lsel,s,line,,2 $ lsel,a,line,,8
nsll,s,1
d,all,uy
alls

nsel,s,loc,y,-c/2-eps,-c/2+eps
nsel,r,loc,x,-L/2,L/2
d,all,all !$ d,all,uz $ d,all,rotz $ d,all,roty
alls

nsel,s,loc,y,c/2-eps,c/2+eps
nsel,r,loc,x,-L/2,L/2
d,all,all
alls


!---------applicazione della forza------------

lsel,s,line,,2 $ lsel,a,line,,8
nsll,s,1
sf,all,pres,-pre ! la pressione interna è positiva
/psf,pres,,2 ! mostra le pressioni con frecce
eplot
alls

fini
/solu

nsub,20 ! 20 substep di carico
autots,off ! si disattiva l' "automatic time-stepping"
nlgeo,off ! grandi spostamenti attivati
outre,all,all ! soluzione salvata in tutti i substeps


solve
fini

/post1
plns,s,xy

nin=9090
nfin=10047
ntot=((nfin-nin)/3)+1
path,inutile,ntot

*do,i,nin,nfin,3
j=(i-9087)/3
ppath,j,i
*enddo

pdef,tauxy,s,xy
pdef,tennorm,s,y

/grid,1
/grop,view,1
/plo,frame,off
/plo,leg1,off
/plo,leg2,off
/axlab,x,lunghezza(m)
/axlab,y,tensione (Pa)
/title, tensioni tang (Pa)
plpa,tauxy,tennorm

Se lo fai in workbench ci metti pochissimo... Non sono assai abile con ansys Classic...

Se modelli le due piastre con nodi coincidenti non devi mettere nessun elemento rigido ma solo inserire le 3 rigidezze Kx,Ky,Kz lungo le 3 direzioni.

Il vincolo rigido che vedi nel link serve solamente nel caso in cui le due piastre non siano a nodi coincidenti.
Se tu, in origine, crei le piastre a nodi coincidenti (con un offset pari allo spessore delle piastre) puoi tmettere solamente le 3 rigidezze.

Non so se sono stato chiaro.

PS:dovrei avere anche un modellino creato con ansys 12.1 in cui c'è il caso di due piastre in alluminio incollate lungo una area comune per u certo spessore. Se ti interessa, fammi sapere... però prima provaci

nicnoc ha detto:

Se lo fai in workbench ci metti pochissimo... Non sono assai abile con ansys Classic...

Clicca per espandere...

lo so , ma purtroppo non ho ansys workbench e poi ci è stato chiesto di risolverlo con il classic...

volaff ha detto:

Se modelli le due piastre con nodi coincidenti non devi mettere nessun elemento rigido ma solo inserire le 3 rigidezze Kx,Ky,Kz lungo le 3 direzioni.

Il vincolo rigido che vedi nel link serve solamente nel caso in cui le due piastre non siano a nodi coincidenti.
Se tu, in origine, crei le piastre a nodi coincidenti (con un offset pari allo spessore delle piastre) puoi tmettere solamente le 3 rigidezze.

Non so se sono stato chiaro.

PS:dovrei avere anche un modellino creato con ansys 12.1 in cui c'è il caso di due piastre in alluminio incollate lungo una area comune per u certo spessore. Se ti interessa, fammi sapere... però prima provaci

Clicca per espandere...

Ni, cioè ok posso modellare le piastre con i nodi coincidenti, e fin li ci sono, ma poi come definisco i valori delle tre rigidezze in ansys classic avendo soltanto come dati il modulo G e il rapporto di Poisson della colla?

grazie ancora a tutti

Basta seguire i calcoli qui:

http://femci.gsfc.nasa.gov/adhesive/

Naturalmente avrai una rigidezza lungo x e y (a taglio-shear, se modelli le piastre nel piano x-y) ed una rigidezza lungo z (peeling).

Se non hai capito bene ti devo mandare un estratto dalla mia tesi

volaff ha detto:

Basta seguire i calcoli qui:

http://femci.gsfc.nasa.gov/adhesive/

Naturalmente avrai una rigidezza lungo x e y (a taglio-shear, se modelli le piastre nel piano x-y) ed una rigidezza lungo z (peeling).

Se non hai capito bene ti devo mandare un estratto dalla mia tesi

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ok grazie mille ora ci sono, ho capito come modellare l'elemento colla attraverso l'uso delle molle, ma poi come faccio a calcolare la tensione media sul piano della colla? (sempre con ansys classico)

grazie ancora

Bella domanda
Di preciso ora non ricordo in quanto il mio "compito" esulava da questo.
Credo che dovresti passare per i nodi coincidenti che descrivono il comportamento della colla

Il mio consiglio SPASSIONATO è quello di usare un bel contatto di tipo "bonded".
Hai la massima libertà di mesh, il setup del contatto è facile, i risultati, in termini di sforzi tangenziali (shear) e normali (peeling), sono facilmente graficabili. Aggiungo per di più che, scrivendo un paio di righe in APDL, è possibile simulare il fenomeno del debonding.
In alternativa si possono usare elementi INTERFACE.
Io eviterei le molle...

stefano.garbin ha detto:

Il mio consiglio SPASSIONATO è quello di usare un bel contatto di tipo "bonded".
Hai la massima libertà di mesh, il setup del contatto è facile, i risultati, in termini di sforzi tangenziali (shear) e normali (peeling), sono facilmente graficabili. Aggiungo per di più che, scrivendo un paio di righe in APDL, è possibile simulare il fenomeno del debonding.
In alternativa si possono usare elementi INTERFACE.
Io eviterei le molle...

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con contatto di tipo Bonded intendi ad esempio un conta171 con keyopt(12)=3 o 5, giusto?
Io prima di provarlo a farlo con le molle avevo provato a farlo esattamente cosi, ma poi il problema mi sorge quando applico la forza che si apre tutto il sistema e mi da come errore uno spostamento infinito... come posso fare secondo voi?

grazie

Partiamo da lontano.
1a domanda: le lamiere di alluminio sono rappresentate da due solidi oppure due superfici?
Se sono superfici fai bene attenzione a come sono orientate le normali: devono essere rivolte l'una verso l'altra.
2a domanda: stai usando il "contact tool"?

stefano.garbin ha detto:

Partiamo da lontano.
1a domanda: le lamiere di alluminio sono rappresentate da due solidi oppure due superfici?
Se sono superfici fai bene attenzione a come sono orientate le normali: devono essere rivolte l'una verso l'altra.
2a domanda: stai usando il "contact tool"?

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1 le lamiere sono due superfici con le normali rivolte una verso l'altra
2 no non sto usando la tool contact ma l'input con il .txt

Buongiorno,

sono nuovo nell'impiego di Ansys e volevo chiedere se ci sono dei modi veloci per simulare dei laminati interi.

Grazie