FEA mit Nitinol

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RGaenssler
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FEA mit Nitinol

Beitrag von RGaenssler »

Guten Tag zusammen,

ich stehe vor der Aufgabe, ein etwas exotischeres Material namens Nitinol für eine FE-Analyse verwenden zu müssen. Teilweise ist das Material ja einigermaßen linear...

Gibt es schon Erfahrungen damit?

Viele Grüße

RGaenssler
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SHautsch
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Re: FEA mit Nitinol

Beitrag von SHautsch »

Guten Tag Herr Gaenssler,

nachdem Sie im Forum zu Aurora V2 gelandet sind, kann ich folgende Tipps geben:
1) Sie können das gewünschte Material zur Aurora-Materialbibliothek hinzufügen, wenn Ihnen die nötigen Daten (E-Modul, Dichte, Querkonstraktionszahl) bekannt sind. Damit können sie dann lineare FE-Analysen durchführen.
2) Falls Sie nichtlinear rechnen wollen, so geschieht dies nur auf geometrischer Basis, d.h. die Spannungs-Dehnungs-Beziehungen werden weiterhin als linear angenommen. Es werden E-Modul und Querkontraktionszahl benötigt (wie in Punkt 1).
3) Eine thermische Berechnung z.B. um das Rückkehren der pseudoplastischen Verformung in die Ursprungsgeometrie zu berücksichtigen, ist aktuell nicht möglich. Mit dem Thermosolver Z88TH können nur stationäre Wärmeleitung oder thermo-mechanische Simulationen (Wärmeausdehnung) berechnet werden. Für letzteren Fall benötigt man neben E-Modul und Querkontraktionszahl noch den Wärmeausdehnungskoeffizienten.
4) Die Berücksichtigung eines pseudoelastischen Verhaltens wäre theoretisch über die geeignete Variation der Materialparameter (E-Modul, Querkontraktionszahl) zu erreichen, wobei diese Aussage als "Versuchsballon" zu deklarieren ist. Direkte Erfahrungen mit Formgedächtnislegierungen in Z88Aurora sind nicht vorhanden.

Falls ich nun am Thema vorbei geredet habe, so spezifizieren Sie ihre Frage doch bitte und geben Sie Details zu der gewünschten Berechnungsart an.

Mit freundlichen Grüßen
Stefan Hautsch
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Re: FEA mit Nitinol

Beitrag von RGaenssler »

Hallo Herr Hautsch,

vielen Dank für Ihre Antwort.

Vieles von dem, was Sie schrieben war mir schon klar.

das Problem bei diesem Material ist, daß die Spannungs-Dehnungskurve bei ca. 7% einen deulichen Knick hat, oberhalb dessen sie einigermaßen linear ist. Hier würde ich von einem linearen Verhalten ausgehen.
Unterhalb des Knicks sieht es völlig anders aus: Dort beschreibt die Kurve eine Art "Viereck" - ich habe nicht einmal eine Funktion, die das Spannungs-Dehungs-Verhalten beschreibt.

Ich versuche gerade aus den Artikeln von dieser Seite zu verstehen, wie ich damit eine Simulation umsetzen könnte, um zumindest eine Absiheerung gegen Bruch zu haben.

Viele Grüße

Roland Gänßler
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SHautsch
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Re: FEA mit Nitinol

Beitrag von SHautsch »

Hallo Herr Gänßler,

ich habe bereits befürchtet, dass meine Antwort ihr Problem nicht lösen kann.
Aktuell ist es mit Z88Aurora V2 nicht möglich, das Materialverhalten der von Ihnen beschriebenen Formgedächtnislegierungen in der gewünschten Art zu berücksichtigen.

Mit freundlichen Grüßen
Stefan Hautsch
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Re: FEA mit Nitinol

Beitrag von RGaenssler »

Hallo Herr Hautsch,

ich denke, ich simuliere das Teil erstmal mit einem anderen Material, um zu sehen, wie sich das Ganze erhält.

Bekomme ich Dehnungen, die deutlich oberhalb des "Kastens" liegen mit Spannungen die oberhalb des Kastens liegen, aber unterhalb der zulässigen Spannung, weiß ich, daß das Teil nicht versagt.

Viele Grüße

Roland Gänßler
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