114 Avgust 34 VI
neko vine
114
Natančni trdnostni preračuni z vlakni ojačanih polimerov
Andrej Glojek Gregor Trošt
Z vedno večjimi zmoglji- vostmi sodobnih računal- nikov so MKE-preračuni
že stalnica skoraj vseh razvojno naravnanih pod-
jetij, saj zdaj lahko rezul- tate analiz dobimo v zelo
kratkem času. A točnost rezultatov bo kot včasih ostala odvisna od kako- vosti popisa analiziranega
problema. Težave s popi- som se pojavijo predvsem
pri materialih in izdelkih, ki izkazujejo izrazito anizotropne lastnosti. Pri z vlakni ojačanimi materiali lahko z napovedjo ori- entacije vlaken v izdelku
anizotropijo zelo dobro popišemo in se s tem zelo približamo točnemu popi-
su materialnih lastnosti.
Materialu sicer določimo osnovne lastno- sti, kot so gostota, modul elastičnosti in Poissonovo število, glede na programski paket pa imamo možnost točnejšega popi- sa materialnih lastnosti, kar je še posebno pomembno pri analizi plastičnih izdelkov.
Pri slednjih so pomembni tudi temperatura ter od nje odvisne elasto-plastične lastno- sti, trdnost in raztezki. Na podlagi meritev se lahko izbere najustreznejši matematični model popisa odvisnosti navedenih lastno- sti od spreminjanja temperature.
S sodobnimi programskimi paketi za MKE-preračune lahko upoštevamo ori- entacijo vlaken v primeru z vlakni ojača- nih plastičnih izdelkov. Vlakna s svojim visokim modulom elastičnosti nosijo precej več kot osnovni material. Prav zato je treba poznati njihovo usmerjenost, ki ključno vpliva na lastnosti izdelka (no- silnost in togost). Usmerjenost vlaken napovemo z analizo brizganja, nato pa jo uvozimo v programski paket za MKE- -preračune. Skupaj z obema aplikacijama lahko torej zagotovimo najoptimalnejši razvoj izdelka, saj je z analizo brizganja postavljena optimalna tehnologija izde- lave (napoved skrčkov, zvijanja, estetskih napak itn.), obenem pa preverimo me-
hanske in/ali toplotne obremenitve izdel- ka med uporabo.
Obremenitve jarma v kavnem avtomatu
Analizirati je bilo treba zelo obremenjen kombinirani izdelek, sestavljen iz kovinskega vložka, zabrizganega s polimerom, ojačanim s steklenimi vlakni. Najprej se je v program- skem paketu Autodesk Moldfl ow Insight (AMI) izvedla simulacija brizganja, s katero se je napovedala tudi orientacija vlaken v plastičnem delu izdelka. Orientacija vlaken se je uvozila v programski paket Abaqus, v katerem se je izvedla trdnostna analiza s predvideno mehansko obremenitvijo. Za primerjavo je bila opravljena tudi simulacija mehanske obremenitve brez ojačitve s stekle- nimi vlakni. Slika 1 prikazuje rezultata obeh simulacij za celoten izdelek in obremenitve samo kovinskega vložka. Lepo je razvidno, da so napetosti v primeru upoštevanja orien- tacije vlaken občutno manjše.
Analiza problematike pokanja ohišja varovalke
V brizgano plastično ohišje se vstavlja ko- vinski vložek. Pri vstavljanju vložka je pla- stično ohišje pogosto pokalo; predvidevali so, da je ujem pretesen. Analiza v Abaqusu
a) Orientacija vlaken JE upoštevana. b) Orientacija vlaken NI upoštevana.
Slika 1: Prikaz notranjih napetosti jarma v kavnem avtomatu ob obremenitvi, (a) z upošteva- njem in (b) brez upoštevanja orientacije steklenih vlaken (naročnik: BSH); razlike v napetostih so očitne.
Avgust 34 VI 115
neko vine
ojačani polimeri
je sum potrdila – pri vstavljanju vložka pride do prevelikih koncentracij napetosti, kar povzroči pokanje. Rešitev je zmanjšanje tesnosti ujema ali uporaba bolj elastičnega materiala za ohišje varovalke.
Sklenemo lahko, da je upoštevanje usmer- jenosti steklenih vlaken v ojačanih po- limernih materialih ključno za pravilne napovedi mehanskih lastnosti izdelkov.
Le-te niso več izotropne kot v primeru neojačanih materialov. Vlakna večjo silo prenašajo v vzdolžni smeri, v prečni pa zelo malo. Brez upoštevanja orientacije vlaken operiramo le s srednjimi vrednostmi, kar se odraža v večjem varnostnem faktorju in neoptimalnem izkoristku materiala.
Andrej Glojek in Gregor Trošt, TECOS Celje.
Slika 2: Analiza vzroka pokanja plastičnega ohišja varovalke; napetosti v plastičnem delu so večje od 72 N/mm2.
18,98
Hasco na sejmu FAKUMA
Proizvajalec normalij in specialist za vročekanalne sisteme Hasco prihaja v Friedrichshafen z novim po- ševnim drsnikom, ki so ga razvili posebej za manjše in srednje previse. Funkcijski deli dvostopenjskih izmetačev imajo prevleko iz diamantu podobnega ogljika (DLC) za občutno daljšo življenjsko dobo, v prihodnje pa bodo izmetači, vodilni stebri in puše s prevleko DLC v standardni ponudbi. Divizija za vročekanalne sisteme je pripravila hidravlični cilinder za premikanje paketov igelnih ventilov. Poleg tega bodo predstavili novo rešitev za servomotorni pogon plošč na igelnih ventilih s posebno krmilno tehniko, ki je bila razvita posebej za predelavo plastike, in modularni program igelnih ventilov za pnevmatsko in hidravlično krmljenje v različnih ohišjih.
www.hasco.com
