Hållfasthetslära: skapa en geometri från en plot COMSOL

Verkar inte vara möjligt i traditionell mening och det han pratar om i tråden tror jag inte du vill göra. Det låter väldigt komplicerat och svårt att kontrollera resultatet för.

I princip menar han att du ska göra ett initialt steg där du deformerar en kub till önskad form följt av ett steg där du analyserar din form så som du vill. Men, så vitt jag minns det är det så jäkla bökigt att simulera med ALE att det blir ohanterbart. Här pratar de mer specifikt om det:

https://www.comsol.com/blogs/how-to-reuse-a-deformed-shape-as-a-geometry-input/

Något du kan göra är kanske att skapa din önskade form i ett CAD-program och exportera. Alternativt att du exporterar i Comsol följt av att du importerar. Detta kan producera effekten av att den definieras som geometri.

Annars kan du läsa mer här:

https://www.comsol.com/blogs/modeling-irregular-shapes-how-to-import-curve-data-and-loft-a-solid/

Just lofting och att importera en godtycklig kurva är kanske vad du söker. Läs också mer här:

https://www.comsol.com/blogs/designing-new-structures-with-shape-optimization/

Vänta, vänta, jag har gjort det redan, faktiskt.

Jag väljer geometry>more primitives>parametric surface. Då kan jag göra detta m.h.a. två ytor:

Det går att convert to surface, men för att konvertera till en solid (geometry>conversions>convert to solid) behöver jag fyra väggar för att stänga igen den tror jag. Jag vet inte hur jag ska parametrisera den sån grej.

Det är ju som en:

$z=\frac{1}{2}(1-y^2)+C$ där $C$ tillåts gå från 0 till 0.2?

Såhär ser väggarna ut:

Och ekvationerna är:

Men väggarna passar typ inte, min hjärna känns mosig, ska inte väggen vara 0.2 hög? position x=0.5, y=0, z=0 är väl typ... rätt?

Hm, okej, vänta. Det kanske är så pass enkelt att din definition bara är inkorrekt. Jag har inte tid att kolla det nu (ursäkta) men denna artikel kan nog hjälpa:

https://www.researchgate.net/publication/326804819_Pringle_equitangential_bending_active_frame_and_minimal_surface_robe-net/download

Formen är väldigt lik ett Pringles chips och de går igenom hur de gör i Comsol. Min kunskap i den FEAn är rudimentär då jag mest jobbat i Abaqus och Ansys så detaljerna kan jag tyvärr inte på rak arm. Behöver öppna upp och kolla själv men för det behöver jag tillgång genom institutionen vilket jag först har på måndag.

OH MY GOD ITS WORJJIGN

Men vad ska jag använda som material? Comsol har knappast potatischips inbyggt

Okej... såjag har lagt en fixed boundary och en boundary load (motsatta sidor), men ingen av mina körningar konvergerar (har porvat alla mesh finheter). Vad har jag gjort fel?

Antingen svävar den i luften pga otillräckliga constraints eller så tillåter du för få iterationer. Mer komplicerade geometrier kräver ofta fler än standardinställningar.

Vad får du för felmeddelanden?

Detta är det jag får varje gång (fast olika värden på "relatvie error (X) is greater than the relative tolerance"):

Vänta nu... så konstigt, det funkade (och fick svar väldigt snabbt) så fort jag tryckte bort alternatviet "include geometric nonlinearity". Men min pringels är ju ganska "olinjär", eller?

Såhär ser det ut!

Min gissning:

Geometric nonlinearity (GNI) är för stora deformationer. Du måste ha en plasticitetsmodell för att tillåta det, annars kommer deformationen gå mot oändligheten:

https://www.comsol.com/blogs/what-is-geometric-nonlinearity/

Men spännande resultat. Vad har du för deformationsfaktor? Vad är lastfallet?

Lastfallet är det här:

Och så är den motsatta sidan fixerad. Jag förstår inte vad deformationsfaktor är men under:

så finns:

Där det står scale factor 12800? Jag tror det är en väldigt stor siffra, men min "pringels" i själva verket är 20cm tjock och av aluminium haha

Men jag tycker att resultatet var ointressant, jag vill veta mer om hur den här exotiska geometrin svarar på loaden, så som det ser ut nu är det enda jag får veta att de två hörnen upplever oändlig stress.

Resultaten blir så klart ganska ointressanta för att linjärt elastisk-idealplastiska modeller är ganska trista. Samtidigt också eftersom lastfallet är väldigt basalt. Jag tror en bucklingsanalys vore mest spännande men kan återkomma om jag hittar något om det.

Tills vidare kan du läsa om formen då den har universella tillämpningar inom strukturmekanik som en optimerad form för vissa lastfall. Artikeln jag länkade längre upp exempelvis eller googla på:

Hyperbolic Paraboloid Structure Simulation / Analysis / Optimization / Buckling

Jaha! Wow är det så?

Jag vill egentligen simulera när man tar en tugga av chipset, och hur/om denna struktur klarar sig bättre under transport (stötar från sidorna) vilket påstås av folk på internet vara anledningen till att pringles valt denna form.

Artiklen du nämnde innehöll konstiga bilder, jag trodde att det inte handlade om hyperboliska paraboloider?

Qetsiyah skrev:

Jaha! Wow är det så?

Jag vill egentligen simulera när man tar en tugga av chipset, och hur/om denna struktur klarar sig bättre under transport (stötar från sidorna) vilket påstås av folk på internet vara anledningen till att pringles valt denna form.

Denna artikel kan nog precisera det som är mest troligt:

https://amp.interestingengineering.com/geometry-of-pringles-crunchy-hyperbolic-paraboloid

Denna också:

https://www.mechead.com/food-science-geometry-of-pringles/

Artiklen du nämnde innehöll konstiga bilder, jag trodde att det inte handlade om hyperboliska paraboloider?

Jo, då. Det är en Pringles-formad struktur som uppstår av att du tar en ring och bucklar den. Detta skapar inre spänningar på grund av den ansträngda geometrin vilket hjälper mot dragspänningar. Men, materialet i mitten behövs inte då belastningen koncentreras vid periferin. Jag tror de undviker att kalla det "hyperbolisk paraboloid" för att det inte är matematiskt exakt en sådan funktion som beskriver formen. Den påminner bara om detta vilket även gäller Pringles chipset; det påminner bara om den matematiska funktionen. 

Faktum är att om du börjar med en disk och bucklar denna är ett av bucklingsmodus exakt Pringles-formen.

Tillägg: 1 maj 2022 14:46

Här kan man se egensvängningsmodus för en roterande elastisk cirkulär sågklinga som jag simulerat:

Kolla speciellt på egensvängningsmodus nr. 5

Tillägg: 1 maj 2022 15:06

Till det här med att bita sönder Pringles och varför de har sin ikoniska "crunch" kan man kanske härleda från sadelpunkten:

"The hyperbolic paraboloid's intersecting double curvature prevents a line of stress from forming, which doesn't encourage a crack to naturally propagate. That's why Pringles have that extra crunch in them when you either bite a piece off or when you put a whole Pringle in your mouth."

Taget från interesting engineering artikeln.

Mitt tips är att ha fyra olika lastfall utan några BC.

1. Dra på alla sidor i planet (x,-x,y,-y)
2. Tryck på alla sidor i planet.
3. Dra från två motsatta håll.
4. Tryck in på två motsatta håll.

Det du kan analysera är just tesen att det är samverkan mellan konvex och konkava formen som gör den tålig mot drag- och kompressionspänningar.

Tillägg: 1 maj 2022 15:27

Ännu ett tillägg. Jag tror det är bättre att analysera med shell element än som en solid. 

Här är 2. tryck på alla sidor (1000 N)

Men det måste vara fel, deformationen är osymmetrisk och spänningarna är inte samma på ovan och undersidan:

Jag googlade precis på vad shell element var, och ja, det verkar rimligt. Det ska inte vara så tjockt som det är just nu.

Edit: shell låter mig endast studera de här sakerna:

Så jag tror att jag använder solid mechanicspaktetet istället. Det finns en funktion som kallas "thicken" som skapar detta:

Det känns lite komplicerat att ha icke prefekt raka sidor.

Deformationen borde vara osymmetrisk tycker jag. Vad får du när du använder thicken? Det där med att shell begränsas så mycket är konstigt då plattor och skal är väldigt lämpliga approximationer.

Du kan nog läsa om "Comsol Shell stress analysis" någonstans.

Ebola skrev:

Deformationen borde vara osymmetrisk tycker jag.

Va? Varför? Jag trycker lika hårt från alla fyra sidor, de två topparna och de två dalarna borde töjas uppått respektive nedåt. I detta fall så avvek den ena toppen uppåt från sitt ursprungsläge medan den på motsatt sida inte gjorde det.

Vad får du när du använder thicken? Det där med att shell begränsas så mycket är konstigt då plattor och skal är väldigt lämpliga approximationer.

Jag får alltså den andra strukturen i den där bilden med icke raka sidor.  

Du kan nog läsa om "Comsol Shell stress analysis" någonstans.

Ja jag såg fel, de är de alternativen som finns för solid mechanics paketet också, ska prova...

Jag gjorde förresten en intersect med en cylinder för att få den uppifrån sett cirkulär istället:

Fint va?

Wow vad snygg den blev! Jag vet sedan några bra spröda materialmodeller som man kanske kan använda. Jag tänkte på Johnson-Holmquist som man använder för keramer, den kanske kan fungera. 

Tillägg: 1 maj 2022 20:02

Svårt nu att utsätta den för symmetrisk load på det viset jag beskrev så det får kanske bli radial eller line load på något sätt?

Den blev symmetrisk och fin, men som du sa så är det fyra boundaries som är som ett X över chipset och inte som ett +, vet du hur jag kan ändra det? 

Edit: haha, när jag gjorde om den till en ellips (bilden ovan är en cirkel) så fick jag det på köpet!

Så snyggt att jag spyr

edit: jag tror jag vet varför mina föregående körningar inte resulterade i symmetriska spänningstillstånd, jag glömde nog att ändra till rätt load type ("force per unit area"/"total force"/"pressure", default är den första, men jag vill har total force)

Asså jag har fått samma dumma error alla gånger hittills, men jag har märkt att jag ändå får ut spänningstillståndsbilden jag vill ha... Fattar inte vad det är den inte lyckas med

Jag tror att tryck-alla-sidor och dra-alla-sidor orsakar det här:

Där de fyra hören rivs isär, eftersom lasterna jag lägger på bara är (1,0,0) (0,1,0) osv:

(Jag vet inte varför krafterna på de två topparna inte visas, men du kan föreställa dig hur de går)

edit: jag tror jag vet varför mina föregående körningar inte resulterade i symmetriska spänningstillstånd, jag glömde nog att ändra till rätt load type ("force per unit area"/"total force"/"pressure", default är den första, men jag vill har total force)

Mm, jag tror vi pratade om olika saker. Nu förstår jag vad du menar med symmetri.

Asså jag har fått samma dumma error alla gånger hittills, men jag har märkt att jag ändå får ut spänningstillståndsbilden jag vill ha... Fattar inte vad det är den inte lyckas med

Vad är det för error nu? Är det "Maximum number of segregated iterations reached" igen?

Sedan, om du får det att fungera, läs om brottmekanik för potatischips och få inspiration:

Rojo, F.J. and Vincent, J.F.V. (2008), Fracture properties of potato crisps. International Journal of Food Science & Technology, 43: 752-760
https://ifst.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1365-2621.2007.01531.x

Swackhamer, Clay and Gail M Bornhorst. (2019) Fracture properties of foods: Experimental considerations and applications to mastication. Journal of Food Engineering 263 : 213-226.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0260877419302730

Ulbricht, D., Normand, M.D. and Peleg, M. (1995), Creating typical jagged force-deformation relationships from the irregular and irreproducible compression data of crunchy foods. J. Sci. Food Agric., 67: 453-459.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jsfa.2740670406 

Tips om hur man kan modellera det i Comsol:

https://www.comsol.com/paper/mechanical-damage-models-for-concrete-63781

https://doc.comsol.com/5.5/doc/com.comsol.help.sme/sme_ug_theory.06.37.html

Sedan för fler detaljer och tips behöver du nog maila Henrik Sönnerlind eller liknande person hos Comsol.

När jag pekar lasten lite uppåt:

... så blir den där "riv-effekten" mycket mindre:

Popular science artiklarna du skickade om Pringles är kopior av varandra (och det finns fler kopior på nätet). Den ursprungliga verkar vara: 

https://www.linkedin.com/pulse/geometry-crunchy-pringles-hyperbolic-paraboloid-mudireddy/

Jag körde in kopiorna i en textjämförelsesida; de är definitivt stulna plus små ändringar. Och det finns två till:

https://www.mechead.com/food-science-geometry-of-pringles/

https://amp.interestingengineering.com/geometry-of-pringles-crunchy-hyperbolic-paraboloid

https://wonderfulengineering.com/does-the-hyperbolic-paraboloid-shape-of-pringles-add-extra-crunch/

https://www.zmescience.com/other/offbeat-other/food-science-pringle/

Orden de ändrar för att skapa variation visar att de inte har någon aning om vad artiklarna de stjäl handlar om. Tex ändrades:

• What is interesting about a hyperbolic paraboloid is the point WHERE the maximum and the minimum of the two principal curvatures meet each other at a zero point.
• What is interesting about a hyperbolic paraboloid is the point WHEN the maximum and the minimum of the two principal curvatures meet each other at a zero point.

Varför är de så himla desperata och cheap??

Ganska intressant faktiskt. Jag hittade denna uppenbara skräphemsida med tidigare publikationsdatum (1 april 2019) än artikeln på Linkedin:

https://answerstoall.com/common-questions/what-is-the-shape-of-pringles-called/

Förstår inte riktigt vad som hänt där. Men när man gör jämförelse nu ser man att den på Linkedin har fel som inte den på answerstoall har samt innehåller massa information som saknas i den föregående...

Jag tror den på Linkedin är stulen också.

Det som är ännu intressantare är att answerstoall inte tillåter Copyscape att besöka deras hemsida... Varken hemsidejämföelsefunktionen eller generella sökfunktionen kan öppna hemsidan.

Den här youtubevideon är också stulen tror jag, men den refererar i alla fall till en artikel (zmescience) personen läser högt från. Jag kan inte se uppladdningsdatum...

https://www.youtube.com/watch?v=kCgsjvY5iJE&t=9s&ab_channel=LoganTheTechGuy