Prediktering av tändpuls med hjälp av finita elementmetoden

4.2.6 Resultat
I strävan efter att få en så bra överensstämmelse mellan de beräknade kurvorna och de
uppmätta kurvorna har flera beräkningar gjorts där materialparametrarna har varierats
utifrån de utgångsvärden som presenterades under kapitel 4.1.2.
Överlag är den beräknade elektriska spänningen för standardkultestet högre än den
uppmätta. Den mest slående skillnaden är dock att karakteristiken för kurvan skiljer sig
markant. Speciellt under den senare hälften av den elektriska spänningsimpuls som
genereras. Enligt analysen avtar den med ökande hastighet ända ner till noll där den
sedan stannar upp tvärt. Den uppmätta spänningen avtar inte lika fort och den planar
även ut kraftigt i slutet, se figur 4.11. I praktiken har inte den senare hälften av kurvan
lika stor betydelse som den första. Detta beror på att när spänningen uppnår en viss
nivå, så aktiveras tändkretsen och den piezoelektriska keramen laddas ur.
Kurvan uppvisar även ett annat fenomen. Den har fått ett nytt nolläge vilket innebär att
den planar ut till en negativ spänning, inte noll som förväntades. Orsaken till detta har
inte fastställts men det skulle kunna bero på att kulan tar med sig elektriska laddningar
när den studsar bort från anslagskroppen. Detta fenomen uppträder vid alla mätningar
som gjordes. Om mätningen fortsätter med ett längre perspektiv kommer nolläget att
återgå till det normala.
De fall där sämst resultat erhölls var de där fallhöjden var låg. Alla beräkningar gjorda
på de lägsta höjderna genererar en alltför hög spänning. Den höga spänningen kan bero
på att för få noder kommer i kontakt. Då kontaktytan på kulan är konvex så innebär
detta att endast några enstaka noder kommer i kontakt, speciellt om elementnätet är för
glest eller om fallhöjderna är små. De lägre höjderna genererar mindre töjningar och
därmed fås en mindre kontaktyta. Då för få noder kommer i kontakt kan en
spänningsspik genereras som får den elektriska spänningen att bli för stor.
Kultest 34mm's fallhöjd
225
200
175
150
Spänning [Volt]
125
100
75
Praktiskt Prov_34mm
Ansys_34mm_1GPapla
st liten modell
Ansys 34mm stor
modell 3GPa plast
50
25
0
0 0,00005 0,0001 0,00015
-25
Tid (s)
Figur 4.11: Jämförelse av liten och stor modell
Vid jämförelser mellan den lilla och stora modellen visar resultaten att den lilla
modellen genererar en högre spänning. En mindre modell medför att den uppvisar ett
mer styvt beteende och därigenom genererar en kraftigare belastning på den
36