Návrh testování elastomerů a MKP výpočet koncovky klimatizačního vedení

Proposal of testing of elastomers for hyperelastic FE model and verification by a CAE computation of a connector of air-condition pipe

conference paper

Czech

Práce byla iniciována potřebou výpočtově modelovat klimatizační koncovku obsahující prvky z elastomerů za účelem posouzení zejména její těsnosti. Cílem této diplomové práce je popsat typy materiálových zkoušek elastomerů, reálné provedení těchto zkoušek a na základě získaných dat identifikovat parametry potřebné k sestavení tzv. konstitutivního modelu daného elastomeru. Konstitutivní model je výpočtově testován za účelem ověření jeho správnosti či přesnosti a je pak dále využit při výpočtovém modelování klimatizační koncovky. Cílem výpočtového modelování je stanovení velikosti síly potřebné k montáži koncovky a posouzení, zda je koncovka schopna utěsnit chladící médium, které proudí pod určitým tlakem. Výpočtové modelování metodou konečných prvků bylo provedeno v programovém systému ANSYS. Velikost montážní síly i posouzení těsnosti bylo provedeno s ohledem na výrobní tolerance koncovky. Pro velikost montážní síly bylo výpočtem stanoveno jisté rozmezí hodnot a z dalších výpočtů bylo zjištěno, že koncovka je schopna chladící médium utěsnit v celém rozmezí tolerancí. Velikost montážní síly byla kromě výpočtu stanovená i experimentálně, což umožnilo posoudit věrohodnost výpočtového modelu. Na základě tohoto experimentu lze konstatovat, že výsledky získané výpočtem jsou v dobré shodě se skutečností. Provedení jednoho typu materiálové zkoušky vyžadovalo speciální zkušební čelisti, které nebyly k dispozici, a proto bylo nutné je vyrobit.

The work was initiated by the need for computational modelling of a connector of air-condition pipe comprising elastomer components. The main purpose was to evaluate its tightness by computational simulation. The aim of this thesis is to describe types of elastomer material tests, realization of the tests and, based on acquired data, to identify parameters necessary for the constitutive model of the given elastomer. The constitutive model is tested computationally with the purpose to verify its correctness or exactness and is further used in the computational modelling of a connector of air-condition pipe. The aim of computational modelling is to establish the magnitude of the force necessary for the assembly of the connector and to assess whether the connector is able to tighten a cooling medium, which flows under a certain pressure. Computational modelling by the finite element method was carried out in the ANSYS program system. The magnitude of the assembling force as well as the tightness assessment was conducted with consideration of production tolerances of the connector. A certain range of values has been calculated for the magnitude of the assembling force while further computations revealed that the connector has the ability to tighten the cooling medium in the whole range of tolerance. The magnitude of the assembling force was determined computationally as well as experimentally, which enabled to assess the credibility of computational model. Based on the experiment, it can be stated that the results obtained through the computation are in sufficient agreement with reality. The realisation of one type of material test required special testing jaws, which were not available. Therefore it was necessary to ensure their production.

hyperelasticita, konstitutivní model, jednoosá tahová zkouška, ekvibiaxiální tahová zkouška, tahová zkouška v rovinné deformaci, zkouška objemové stlačitelnosti, výpočtové modelování, koncovka klimatizačního vedení

hyperelasticity, constitutive model, uniaxial tensile test, equibiaxial tensile test, planar tension test, volumetric test, computational modelling, connector of air-conduction pipe

LASOTA, T.; BURŠA, J.

6. 7. 2007

VUT

Brno

978-80-214-3406-6

Konference diplomových prací 2007

1

5

5