آنالیز ستون تحت بار دو بعدی با آباکوس

در ادامه آموزش مثال‌های کاربردی پروژه‌محور نرم‌افزار آباکوس بعد از تحلیل تیر سه بعدی با آباکوس، تحلیل ستون تحت بار دو بعدی با آباکوس را برای شما عزیزان در نظر گرفته‌ایم. با ما همراه باشید تا پس از تشریح مسئله، به بیان مراحل حل بپردازیم.

صورت مسئله تحلیل ستون تحت بار دو بعدی با آباکوس

سازه دو طبقه فولادی مطابق شکل زیر تحت بار عمودی و افقی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن سطح مقطع به شکل مربع به طول ضلع 10cm، کانتور جابجایی سازه را بدست آورید.

◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – عمران

حل مسئله تحلیل ستون تحت بار دو بعدی با آباکوس

مدل‌سازی و تعیین خواص مکانیکی در آباکوس

با توجه به ماهیت دو بعدی تحلیل، در ماژول Part، گزینه 2D و Deformable را انتخاب کرده و Base feature را بر روی Wire قرار می‌دهیم. مطابق ابعاد داده شده در شکل فوق، هندسه سازه را ترسیم می‌کنیم تا به شکلی مانند زیر برسیم.

در گام بعد وارد محیط Property شده و به تعریف خواص الاستیک متداول برای فولاد می‌پردازیم. در بخش تعریف سطح مقطع نیز گزینه Beam را انتخاب کرده و بر روی دکمه Continue کلیک می‌کنیم.

مطابق تصویر زیر، حالت Before Analysis را برای انتگرال‌گیری سطح مقطع برگزیده و مدول یانگ، مدول برشی و نسبت پواسون را مطابق مقادیر داده شده در مسئله وارد نمایید.

حال باید به تعریف شکل مناسب برای سطح مقطع بپردازیم. در همین پنجره بر روی آیکن نشان داده شده کلیک کرده و از منوی موجود، Rectangular را که معرف مقطع چهارگوش است انتخاب و ابعاد مورد نظر را وارد می‌کنیم.

کار در ماژول Property با اختصاص دادن سطح مقطع مذکور به سازه ادامه می‌یابد. اگر پست‌های آموزشی ما را دنبال کرده باشید، با تعریف جهت در مقاطع تیر و ستون آشنا شده‌اید (در غیر این‌صورت حتما توصیه می‌کنیم به مطالعه آموزش مربوطه – تعریف Beam orientation در آباکوس – بپردازید). لذا در گام پایانی محیط Property مطابق شکل زیر به تعریف این راستا خواهیم پرداخت.

بر اساس روند شناخته شده در نرم‌افزار آباکوس، در محیط Assembly به مونتاژ سازه پرداخته و در ادامه به ماژول Step وارد می‌شویم. با توجه به نوع بار اعمال شده، انتخاب حالت Static, General و عدم تغییر در پیش فرض‌های نرم‌افزار بهترین گام در ادامه روند حل خواهد بود.

اعمال بار و شرایط مرزی در آباکوس

یکی از مهمترین مراحل در تحلیل اجزای محدود، بارگذاری و اعمال صحیح شرایط مرزی حاکم بر مسئله است. لذا مانند راهنمای زیر به اعمال شرایط مرزی و بارگذاری مناسب برای سازه بپردازید.

• فیکس کردن پایه‌های سازه

• اعمال نیروی متمرکز به سازه

• اعمال بار گسترده به سازه

آخرین مرحله پیش از ارسال مسئله برای حل، ایجاد شبکه اجزای محدود و یا همان مش‌بندی در آباکوس است. برای این منظور وارد ماژول Mesh آباکوس شده و اندازه المان 0.1 را برای تحلیل وارد کنید. همچنین، به کمک ابزار Element Type  (آیکون مشخص شده در تصویر زیر) اطمینان حاصل نمایید که از المان‌های Beam در آنالیز استفاده شده است.

در شکل زیر، کانتور جابجایی سازه پس از تحلیل در نرم‌افزار آباکوس را مشاهده می‌کنید.

منبع: آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک