Modelowanie gumy za pomocą metody elementów skończonych

• Autorzy: Jaszak P.

Warianty tytułu

EN

Modelling of the rubber in Finite Element Method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sposób modelowania stanu naprężenia i odkształcenia elementów wykonanych z gumy. Do modelowania wykorzystano metodę elementów skończonych (MES). Dokonano przeglądu najbardziej znanych modeli fenomenologicznych opisujących gęstość energii odkształcenia materiału hiperelastycznego. Przedstawiono rodzaje testów eksperymentalnych, które muszą zostać wykonane, aby poprawnie modelować materiał gumy. Na podstawie otrzymanych wyników eksperymentalnych dokonano weryfikacji przyjętych w procesie symulacji modeli materiałów. Podano przykład symulacji komputerowej, którą wykorzystano w procesie optymalizacji konstrukcji kompensatora gumowo-metalowego.

EN

Paper presents the modelling of the strain and stress state of the elements made of rubber. In modelling used Finite Element Method (FEM). Overview of the most popular phenomenological model of the strain energy density in hyperelastic material was presented. The test procedure which have to be carry out to define material model were explained and discussed. Verified and valid the numerical outcome was based on the experimental results. The useful example of the numerical simulation of the rubber component was shown based on design way of the rubber bellow.

Słowa kluczowe

PL

guma; metoda elementów skończonych; kompensator; hipersprężystość

EN

rubber; finite element method; compensator; hyperelasticity

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 20, nr 3
• Strony: 31--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Jaszak P.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych

Bibliografia

• 1. Ali A., Hosseini M., Sahari B. B., “A Review of Constitutive Models for Rubber-Like Materials”, Am. J. Eng. Appl. Sci., 2010, 3 (1), 232–239.
• 2. Bojtos A., Ábrahám G., “Optical measuring system for equibiaxial test of hyperelastic rubber-like materials”, 9th Youth Symposium on Experimental Solid Mechanics, Trieste, Italy, July 7–10, 2010, 17–173.
• 3. Brieu M., Diani J., Bhatnagar N., “A New Biaxial Tension Test Fixture for Uniaxial Testing Machine – A Validation for Hyperelastic Behavior of Rubber-like Materials”, J. Test. Eval., 2007, 35 (4), 1–9.
• 4. Jakel R., “Analysis of Hyperelastic Materials with MECHANICA”, Presentation for the 2nd SAXSIM Technische Universität Chemnitz, 27. April 2010 Rev. 1.0 Theory and Application Examples.
• 5. Javorik J., Stanek M., “The Shape Optimization of the Pneumatic Valve Diaphragms”, Int. J. Math. Comput. Simulat., 2011.
• 6. Murphy J. S., Hanley N., “The Significance of Equi-biaxial Bubble Inflation in Determining Elastomeric Fatigue Properties” w: Elastomers, red. A. Boczkowska, InTech 2012.
• 7. Palmieri G., Chiappini G., Sasso M., Papalini S., „Hyperelastic Materials Characterization by Planar Tension Tests and Fullfield Strain Measurement”, Proceedings of the SEM Annual Conference, June 1–4, 2009, Albuquerque, New Mexico, USA 2009, Society for Experimental Mechanics Inc.
• 8. Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T., Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000.
• 9. Santos D., Batalha G. F., “Mechanical behaviour characterizing and simulation of polyacrylate rubber”, J. Achiev. Mater. Manuf. Eng., 2010, 38 (1), 33–40.
• 10. Seibert H., Scheffer T., Diebels S., “Biaxial Testing of Elastomers – Experimental Setup, Measurement and Experimental Optimisation of Specimen’s Shape”, 2014, Tech. Mech., 34 (2), 72–89.
• 11. Shahzad M., Kamran A., Zeeshan Siddiqui M., Farhan M., “Mechanical Characterization and FE Modelling of a Hyperelastic Material”, Mat. Res., 2015, 18 (5), 918–924.
• 12. PN-ISO 37:2007 „Guma i kauczuk termoplastyczny – Oznaczanie właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu”.
• 13. “HYPERFIT” – Curve fitting software forin compressible hyperelastic material models.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.