Prediktering av tÃ¤ndpuls med hjÃ¤lp av finita elementmetoden

More documents

Recommendations

Info

Det är mycket viktigt att ett fint elementnät används. Resultatet i figur 4.35 visar hur spänningskurvan påverkas när meshen ändras. Genom att öka elementstorleken till ungefär den dubbla ökade den maximala spänningen med ca 100 Volt. Det motsvarar en ökning av felet från 6.94 % till 19.57 %, dvs. en ökning med 12.63 %. Elementstorleken i kontakten mellan kula och anslagskropp är mycket viktig för att återge en korrekt impuls, samtidigt som elementstorleken i resten av strukturen måste vara tillräckligt fin för att återge utbredningen av impulsen bra. Spänning 360mm 1000 900 800 700 Elektrisk spänning [Volt] 600 500 400 300 200 Prov 360mm Grov mesh Explicit-Implicit 100 0 0 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025 -100 Tid [s] Figur 4.35: Förändring av amplitud när meshen förfinas 52
5 Diskussion och slutsats Undersökningen är begränsad till de studerade stöthastigheterna och storleken på FEmodellerna. För de verkliga fall där metoden är tänkt att användas kommer hastigheterna att vara mycket större. Det kan handla om hastigheter omkring 200 m/s. 2- dimensionella axisymmetriska modeller av verkliga granater innebär mycket större modeller. I vissa fall kan inte axisymmetri utnyttjas vilket kräver hela 3-dimensionella modeller. Dessutom innebär sådana simuleringar att den piezoelektriska keramen tillsammans med granatstrukturen rör sig och målet står stilla, till skillnad från de här presenterade analyserna. Detta kommer att påverka förskjutningarna som då förutom rörelsen sinsemellan även har en hög hastighet mot målet vilket eventuellt kan skapa problem. Resultaten från undersökningen tyder på att metoden fungerar väl. I vissa fall stämmer resultaten mycket bra. Speciellt bra stämmer den första halvan av impulsen. Det är också den delen av impulsen som är den viktigaste. I den verkliga granaten aktiveras detonationssekvensen när en viss spänning uppnås. Detta innebär att kretsen som den piezoelektriska keramen är kopplad till sluts och keramen laddas ut. Ett intressant, men samtidigt bekymrande resultat från denna undersökning är att en bra överensstämmelse med spänningsamplituden fås genom två olika typer av beräkningar. I det första fallet, som är en ren elastisk beräkning, appliceras en extern kapacitans på 1.2 nF så den totala kapacitansen för kristallen blir 2.3 nF. Det andra fallet är då elastoplastiska materialmodeller används i analysen, dock utan en extra kapacitans. Den verkliga kapacitansen för den piezoelektriska keramen mättes till 2.3 nF, men då mättes kapacitansen över kontaktblecken i mässing. I analysen beräknades kapacitansen direkt över keramen, dvs. påverkan från den limmade kontakten mellan keramen och mässingsblecken inkluderas inte. En analys på en struktur med kända materialparametrar skulle kunna ge svar på om den externa kapacitansen är nödvändig eller inte. I analysen med de elasto-plastiska materialmodellerna används antagna värden i stor utsträckning. Dessa värden har därför fått anpassas i viss mån för att få bättre överensstämmelse med de experimentella resultaten. Metoden genererar bra resultat över en stor del av testintervallet, speciellt i de fall där belastningen är något högre. Den slutsats som kan dras från denna utredning är att det fungerar mycket väl att prediktera den elektriska spänning som den piezoelektriska keramen genererar vid olika belastningar. Lösningen kan utföras sekventiellt, med en explicit följt av en implicit beräkning. Felet är störst för de fall med minst belastning, men felet avtar snabbt till en nivå på 10 %, som anses vara acceptabel nivå. Arbetet med att undersöka metoden bör utvidgas till fullständiga modeller på riktiga granatanslag innan metoden kan säkerställas som pålitlig. 53
Page 1:
DEPARTMENT OF MANAGEMENT AND ENGINE
Page 5:
Sammanfattning Rapporten utreder hu
Page 9 and 10:
Innehållsförteckning 1 Inledning
Page 11 and 12:
Figurförteckning Figur 2.1: (a) Kr
Page 13:
Tabellförteckning Tabell 4.1: Ansl
Page 16 and 17: 1.3 Målsättning Denna utredning h
Page 18 and 19: Figur 2.2: a) Opolariserad keram. b
Page 20 and 21: För att koppla den elektriska ener
Page 22 and 23: Elasticitetsmatrisen, [c], ges av [
Page 24 and 25: Töjningens, {S}, samband med förs
Page 26 and 27: [] ε [] ε ⎡ε = ⎢ ⎢ 0 ⎢
Page 28 and 29: Genom att använda ekvation (48),(4
Page 30 and 31: 2.2.3 Övriga viktiga punkter För
Page 32 and 33: 3.1 Praktiskt kultest, ”Testfall
Page 34 and 35: 3.2 Praktiskt kultest, ”Testfall
Page 36 and 37: 3.2.3 Resultat Praktisk prov "Testf
Page 39 and 40: 4 Finit elementanalys i Ansys Dator
Page 41 and 42: 4.1.1 Resultat Resultaten varierar
Page 43 and 44: 4.1.2 Slutsats Kontaktanalys I dett
Page 45 and 46: Piezoelektrisk keram (testad enligt
Page 47 and 48: ”Standard” Figur 4.6: Kontakten
Page 49 and 50: Volt=0 Kopplade noder Figur 4.10: K
Page 51 and 52: piezoelektriska keramen. Eftersom d
Page 53 and 54: 4.3 Simulering av ”Testfall 2”
Page 55 and 56: som ”mappas”. Elementsidorna f
Page 57 and 58: 4.3.5 Övriga inställningar för s
Page 59 and 60: Vid optisk inspektion av anslagsyta
Page 61 and 62: Figur 4.27: Explicit modell Figur 4
Page 63 and 64: 4.4.1.2 Randvillkor och kontakter T
Page 65: Spänning 10mm Spänning 10mm 160 1
Page 71: 7 Referenser [1] Stark E., Zander J
Page 74 and 75: Kultest 164mm's fallhöjd Inverkan
Page 76 and 77: Spänning 120mm Spänning 150mm 700
Page 78 and 79: Spänning 90m m Spänning 120m m 35
Page 80 and 81: VIII
Page 82 and 83: Spänning 120mm Spänning 150mm 450
Page 84 and 85: XII
Page 86 and 87: Ritning på den lilla modellen i
Page 88 and 89: Ritning på modell använd i ”Tes
Page 90 and 91: *CFOPEN,'UXX%J%','TXT',' ' *VWRITE,
show all

Prediktering av tÃ¤ndpuls med hjÃ¤lp av finita elementmetoden

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?