Prediktering av tändpuls med hjälp av finita elementmetoden

Vid optisk inspektion av anslagsytan på testutrustningen syntes tydliga spår av plastisk
deformation. En plastisk deformation innebär att kontakttiden för kulan blir längre och
borde i sin tur resultera i att spänningskurvan får en större period, och närma sig de
uppmätta värdena. Detta visar också resultatet från de implicita beräkningarna med
elasto-plastiska materialmodeller.
Vid beräkningarna med elasto-plastiska material är dock förloppet fortfarande något för
snabbt vid de lägre fallhöjderna. Däremot stämmer impulsbredden mycket bättre när
höjden ökar, se figur 4.23-4.24. Med elasto-plastiska materialmodeller ligger dessutom
spänningsamplituden i rätt nivå för de höga höjderna utan extern kapacitans inkopplad,
se figur 4.24. Vid låga höjder är dock spänningen för hög, se figur 4.23.
Spänning 10m m
Spänning 210m m
120
600
100
500
80
400
Spänning [Volt]
60
40
Prov 10mm
Ansys Volt
Spänning [Volt]
300
200
Prov 210mm
Ansys Volt
20
100
0
0 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025
0
0 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025
-20
-100
Tid [s]
Tid [s]
Figur 4.23:Elektrisk spänning vid 10mm’s
fallhöjd
Figur 4.24: Elektrisk spänning vid
210mm’s fallhöjd
Vid de högsta höjderna fås konvergensproblem med den implicita lösaren vilket visar
sig genom ett med höjden kraftigt ökande ”rassel”, se figur 4.25. Vid 360 mm fallhöjd
konvergerade inte beräkningen. Detta visar vikten av att det måste vara möjligt att
utföra den piezoelektriska analysen genom en sekventiellt uppdelad analys, där en
explicit beräkning utförs följt av en implicit.
Spänning 330m m
800
700
600
500
Spänning [Volt]
400
300
200
100
Prov 330mm
Ansys Volt
0
0 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025
-100
-200
-300
Tid [s]
Figur 4.25: Konvergensproblem vid implicit analys
45