Prediktering av tändpuls med hjälp av finita elementmetoden

Mässingsbrickor (Kontaktbleck):
Antagna värden
E=108 GPa
ν=0.41
ρ=8440 kg/m 3
4.2.3 Element och elementnät
Till denna 2D-analys har axisymmetriska element av typen Plane13 och Plane183
används. De olika delarna elementindelas genom att använda ”free mesh”, förutom
mässingsbrickorna och plastbrickan där elementnätet mappas. Elementnätet har sedan
förfinats i närhet till de kontakter som finns i modellen, se figur 4.3-4.5. Den
elementstorlek som elementnätet utgår ifrån var 0.3 mm för kulan och 0.5 mm för
anslagskroppens övre och undre del. Elementen i den piezoelektriska keramen,
mässingsblecken och plastbrickan hade 0.1 mm långa elementsidor. Den understa
”utökade” delen för den större modellen elementindelades med 1 mm långa
elementsidor.
Elementet ”Plane183” har använts till alla delar utom själva piezokeramen. Detta är ett
element med 8 noder och med 2 frihetsgrader i varje nod. Det har en kvadratisk
förskjutningsfunktion som klarar stora deformationer. Elementen i den piezoelektriska
keramen är av typen ”Plane 13” och har förfinats längs kontaktytorna samt vid de fasade
kanterna.
4.2.4 Randvillkor och kontakter
Kontakten mellan de olika delarna är av typen ”surface to surface”. Denna typ av
kontakt har inga restriktioner på kontaktytans form och klarar element av högre ordning.
Den kontaktalgoritm som används är ”Augmented Lagrange” med kontaktstyvhetskoefficienten
satt till 1. Friktionskoefficienten är satt till 0.1 för kontakten mellan kula
och anslagskropp, men den har en minimal inverkan i denna axiellt symmetriska
modell. För att lägga på kontaktvillkor används ”The contact wizard”. Alla kontakter
läggs på mellan linjer. Eventuellt glapp eller penetration reduceras initialt.
Kontakten mellan kulan och anlagskroppen är viktig för att återge en ”korrekt” stötvåg
som passerar genom strukturen. Därför har en kontaktanalys gjorts. Kontaktanalysen är
gjord på den förenklade modellen, se kapitel 4.1. Kontakten är av typen ”surface to
surface” med standardvillkor, vilket innebär att den är ensidig och tillåter separation,
glidning och friktion.
32