” تیر” یکی از سازه‌های بسیار پرکاربرد در حوزه علوم مهندسی به شمار می‌رود که وظیفه اصلی آن تحمل تنش‌های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی ناشی از بارهای وارد بر آن و وزن خود تیر است. از نقطه نظر مصالح می‌توان تیرها را در سه گروه عمده فولادی، بتنی و چوبی و از زاویه شرایط تکیه‌گاهی در سه گروه اصلی تیر دوسرگیردار، تیر ساده و تیر طره (یکسر درگیر) تقسیم‌بندی کرد.
با توجه به پرکاربرد بودن موضوع، تصمیم گرفتیم تا در اولین پست از مجموعه مثال‌های کاربردی نرم‌افزار Abaqus به سراغ تحلیل سه بعدی یک تیر برویم. اگر مجموعه مطالب آموزشی سایت را دنبال کرده باشید، متوجه شده‌اید که راه‌های گوناگونی برای تحلیل اجزای محدود یک تیر وجود دارد. پیشتر و در بخش معرفی جهت برای یک المان تیر (تعریف Beam orientation در آباکوس)، شما را با یکی از این روش‌های متداول آشنا کردیم. همراه شدن با ما در ادامه این آموزش، بر دانش شبیه‌سازی شما در خصوص این سازه خواهد افزود.
تذکر: در تاریخ 5 آذر 95 پستی تحت عنوان ” آموزش آباکوس مهندسی عمران” در سایت قرار گرفت که دلیل انتخاب آباکوس در مهندسی عمران، اصول مسائل مهندسی عمران در آباکوس، آموزش تحلیل مسائل سازه، ژئوتکنیک، تیرها، ستون‌ها و انواع اتصالات جوش (Weld) در آباکوس ویژه مهندسی عمران مورد بحث قرار گرفته است.
شرح مسئله تحلیل تیر سه بعدی در آباکوس:
تیری فولادی با مدول یانگ 200 گیگاپاسکال، نسبت پواسون 0.3 و سطح مقطع T شکل را در نظر بگیرید که تحت بار عمودی قرار گرفته است. چنانچه تنش تسلیم سازه 400 مگاپاسکال در نظر گرفته شود، کانتور تنش را در این تیر بدست آورید.
- ◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – عمران
- ◄ پیش‌نیازها: نحوه تعیین پارامترهای خروجی تحلیل؛ ترسیم نمودار خروجی در آباکوس
حل مسئله تحلیل تیر سه بعدی با آباکوس:
مدلسازی تیر سه بعدی و تعیین خواص مکانیکی
با توجه به تأکید در مدلسازی سه بعدی تیر مورد نظر، از ماژول Part گزینه 3D و Deformable را انتخاب کرده و به ایجاد ترسیمه مطابق با ابعاد شکل فوق بپردازید. سپس مطابق شکل زیر، طول تیر را برابر با 1.5 متر در نظر بگیرید.
در ادامه، جهت وارد کردن خواص مکانیکی و تعریف سطح مقطع مورد نظر به ماژول Property رفته و مطابق با تصاویر زیر عمل کنید.
با اختصاص دادن سطح مقطع تعریف شده به تیر مورد نظر، کار در ماژول Property خاتمه می‌یابد.
مونتاژ تیر و تعیین گام زمانی حل در آباکوس
سپس، در محیط Assembly نسبت به مونتاژ قطعه اقدام کرده و برای ایجاد مراحل تحلیل وارد ماژول Step شوید. از آنجایی که بارگذاری مورد نظر استاتیکی است (شناخت بارگذاری استاتیک، شبه‌استاتیک و دینامیک)، گزینه Static را در بخش پایین انتخاب میکنیم و در ادامه، Nlgeom را به On تغییر میدهیم تا نرم‌افزار اجازه تغییر شکل‌های بزرگ را بدهد (Nlgeom در آباکوس چیست؟).
در زبانه Incrementation نیز مقادیر Initial و Maximum در گام‌های حل را برابر 0.1 در نظر بگیرید تا علاوه بر تعیین حد نهایی نموها به میزان 0.1 ، دقت حل نیز افزایش پیدا کند.
اعمال شرایط مرزی، بارگذاری و مش‌بندی تیر سه بعدی در آباکوس
گام بعدی در روند حل، اعمال شرایط مرزی و بارگذاری مورد نظر بر تیر است. در محیط Load یک انتهای تیر را در تمامی جهات مقید کنید و بر سطح بالایی آن نیز فشاری معادل 1000 پاسکال اعمال نمایید.
در گام آخر از آماده سازی مسئله، وارد محیط Mesh شوید و با انتخاب عدد 0.025 در مقابل عبارت Approximate global size به ایجاد شبکه اجزای محدود در تیر بپردازید (تکنیک های مش بندی در آباکوس). سپس در بخش Element type المان‌های مرتبه دو را برای حل در نظر بگیرید.
با اتمام مراحل فوق، ماژول Job پذیرای مدل شما جهت حل اجزای محدود خواهد بود. کانتور تنش ایجاد شده پس از تحلیل را در شکل زیر مشاهده میکنید.
سلام جناب مهندس
علت چاق شدن نمودار هیسترزیس چی میتونه باشه؟ و اینکه من از مشخصات فولاد فقط تنش تسلیم رو دارم حالا چطور میتونم اونو در نرم افزار مدل کنم چون مقادیر دیگه رو ندارم ونمونه هم تحت بارسیکلی هست
همچنین اگر درمورد اثر پوشینگر یه راهنمایی بفرمایید ممنون میشم
سلام
* پاسخهای خروجی به رفتار ماده و بارگذاری که تعریف کردید وابسته است؛ من از جزئیات مسئله شما اطلاعی ندارم ولی دلیل اصلی را باید در همین دو عامل جستجو کنید
** اگر برای مدلسازی فقط تنش تسلیم را داشته باشید رفتاری که نرم‌افزار برای شما لحاظ میکنه الاستیک – پلاستیک کامل هست و سختشوندگی و سایر موارد دیده نمیشه؛ بهر حال برای مدلسازی دقیق باید دادههای ناحیه پلاستیک و یا پارامترهای سختشوندگی را به نرم‌افزار معرفی کنید. در این خصوص آموزشی در سایت قرار داده شده که توصیه میکنم مطالعه کنید (لینک)
*** در مورد اثر bauschinger هم کافیه در اینترنت سرچ کنید؛ هزاران مقاله و مرجع معتبر با توضیحات کامل وجود داره
موفق باشید . . .
با سلام. من یک اشکال در هنگام کار با نرم افزار آباکوس دارم. در ماژول visualization وقتی نتایج یک حل را نگاه میکنیم، مثلا وقتی که تنش های ون میسز را در یک قطعه بررسی میکنیم، فونت قسمتی که مقدار رنگهای مختلف را نشان میدهد خیلی کوچک است و اصلا قابل دیدن نیست. همچنین وقتی نتایج را بصورت نمودار مشاهده میکنیم، اعداد و عنوانهای نمودارها بسیار کوچک است. چطور میتوانم فونت آن را تنظیم کنم. لطفا به صورت دقیق و جزیی پاسخ دهید.
سلام
اگر قبل از طرح سؤال در سایت جستجو میکردید متوجه میشدید که در یک پست اختصاصی، یه صورت دقیق و جزیی این موضوع توضیح داده شده
تعیین فونت و برخی نکات ظاهری در آباکوس (لینک)
در خصوص فونت نمودارها هم در ماژول Visualization گزینه XY Axis Options وجود داره، از طریق اون میتونید تغییرات دلخواه را اعمال کنید
موفق باشید . . .
ممنون آقای سروری. خدا خیرتان بدهد. خیلی کمکم کردید. خداوند انشاالله کمکتان کند.
خوشحالم که مشکلتون حل شد
زنده باشید
از لطف شما هم سپاسگزارم
اقای سروری با سلام
بنده به تازگی با نرم افزار آباکوس آشنا شدم میخواستم بدونم برای رسم یک تیکه گاه مایل باید چه تنظیماتی را انجام بدهدم ؟
ینی در تحلیل یک خر پا 2 بعدی یک تکیه گاهی داشته باشم که به نسبت یکی از راس ها مایل باشد !
با تشکر
سلام
میتونید از قیود MPC استفاده کنید : لینک آموزش
موفق باشید . . .
سلام ببخشید من میخواستم سطح مقطع یک تیر در حالتی که تنش مجاز دز سوال داده شده را محاسبه کنم .خواهشا راهنمایی کنید ضروریه
سلام
دقیقتر بفرمایید سؤالتون چیه
با سلام و احترام
ببخشید من یک تیر کنسول با سطح مقطع مربع رو به صورت سه بعدی مدل کردم. حالا میخوام در انتهای آزاد گشتاور خمشی اعمال کنم چطور باید این کار رو انجام بدم؟
سلام
برای اینکار باید یک صفحه صلب در قسمت جلویی تیر ایجاد کنید تا بار از این طریق اعمال بشه
در واقع مثل این میمونه که یه صفحه صلب به جلوی تیر چسبونده میشه؛ حالا هر عملی که روی این صفحه صلب انجام بدهید به کل تیر منتقل خواهد شد
در گام اول بر روی صفحه جلویی تیر یک Reference Point تعریف کنید (آشنایی با تعریف Reference Point در آباکوس)
سپس از ماژول Interaction بر روی گزینه Create Constraint کلیک کنید (آشنایی با تعریف قیود در آباکوس)
در ادامه، در پنجره باز شده گزینه Rigid body را انتخاب کنید و در مرحله بعد با انتخاب Tie، سطح جلویی تیر و نقطه مرجع ایجاد شده در قدم اول را به آباکوس معرفی کنید
در انتها به ماژول Load برید و Moment مورد نظرتون را به نقطه مرجع ایجاد شده وارد کنید
موفق باشید . . .
ببخشید در انجام اینکار میشه از بقیه گزینه ها استفاده کرد؟ مثلا از کوپلینک یا Tie؟اگه آره فرقشون چیه؟چه تاثیری توی حل میذارن؟
اگه بخوام بار متمرکز هم وارد کنم باید از همین روش انجام بدم؟
مگر روشی که من گفتم Tie نبود؟!!
برای درک تفاوتشون به Documentation مراجعه کنید
بار متمرکز هم میشه با این روش اعمال کرد، راه ساده تر هم که همون انتخاب نقطه از محیط کاریه
ممنون
ببخشید میشه لطفا درباره ی نحوه بارگذاری متمرکز روی تیر ساده (تیر دو سر مفصل) و اعمال گشتاور در انتهاش هم توضیح بدین؟
میخوام بار رو دقیقا وسط قطعه اعمال کنم اما هیچ نقطه ای رو توی اون قسمت نشون نمیده برای انتخاب!
از Partition استفاده کنید (آشنایی با Partition در آباکوس)
موفق باشید . . .
با سلام و عرض ادب و احترام….قبل از هر چیز از زمانی که از شما می گیرم نهایت تشکر دارم…
سوال1:پارامتر های مربوط به concrete damaged plasticity مانند concrete tension damage ,concrete compression damage
از کدوم منبع می تونم پیدا کنم؟؟
سوال 2:زمانی که نمودار هیسترزیس یک تیر بتنی استخراج می کنم(تحت بارگذاری چرخه ای)دارای آشفتگی بسیار است….ایا پارامتر های بتن آسیب دیده رو براش بد تعریف کردم؟؟
ایا شما نمونه ای از رسم منحنی هیسترزیس برای تیر….اتصال یا دیوار برشی بتنی…..بتنی …بتنی…..دارید؟؟
سلام و ممنون از شما
1- میتونید از مقالات مرتبط با کار خودتون استفاده کنید
2-دلایل متعددی داره؛ صرفا نمیشه به اون موضوع ارتباط داد. اما اگر از شرایط مرزی و بارگذاری و بقیه مسائل اطمینان دارید یک گزینه محتمل خواهد بود (نه قطعی)
3- خیر؛ سرچ کنید مطلب در این خصوص در اینترنت هست که براتون مفید باشه
سلام
ممنون از سایت مفیدتون
من در مدلسازیم از فولاد LY100 استفاده میکنم.مشخصات مصالحم به این صورته:
E=206Gpa ; ν=0.306 ;σ0=80.1Mpa ; c=24.5Gpa ; γ=400 ;
Q∞=200Gpa ; b=4.5
در مقاله گفته که برای سخت شدگی از مدل combined استفاده میشه.منحنی تنش کرنش فولادموردنظر رو هم دارم اما همه مقادیرش دقیق مشخص نیست.فقط میدونم کرنش نهاییش 60 درصد هست و تسلیم 80.1 درکرنش 0.2 درصد اتفاق میفته.
برای حالت الاستیک مدول یانگ و نسبت پواسون رو وارد میکنم اما برای خواص پلاستیک نمیدونم چطور میشه ازین اطلاعات استفاده کنم.
البته تا یه مسیری رو رفتم:
plastic-plasticity-hardening(combined)-use parameter
اما دو مشخصه آخر رو نمیدونم چطور استفاده کنم و اینکه مشخصات منحنی تنش کرنش رو کدوم قسمت میتونم وارد کنم؟؟؟؟؟
سپاسگزارم
سلام و ممنون از حسن نظر شما
برای تعریف پارامترهایی که مدنظرتونه بعد از طی کردن Mechanical ⇒ Plasticity در مقابل عبارت Data Type گزینه Parameters را انتخاب کنید
سپس پارامترهای c و γ را وارد کنید
در ادامه روی دکمه Suboptions در همین پنجره کلیک کرده و گزینه Cyclic Hardening را انتخاب کنید؛ در پنجره باز شده تیک گزینه Use Parameters را فعال و پارامترهای b , Q را در محل مربوطه وارد کنید
وقتی که این پارامترها تعریف بشه نیازی به وارد کردن منحنی تنش – کرنش ندارید
موفق باشید . . .
سلام
من همین مثال را در موردی شرایط تکیه گاهی، فقط در سه جهت انتقالی ثابت هستند را انجام دادم و با نتایج بدست آمده در حالتی که هر شش درجه آزدی انتهای تیر بسته اند مقایسه کردم و نتایج یکسان شد. با توجه به این که المان solid فقط سه درجه آزادی انتقالی دارد عملا در این مثال یک تیر یک سر مفصل شبیه سازی شده است (شیب در تکیه گاه صفر نشده است). برای اعمال شرایط تکیه گاهی گیر دار با توجه به محدودیت المان سالید باید چه کار کرد؟
سلام
میتونید به شکل beam مدلسازی کنید
Thanks Sir
Your page and the tutorials that mad by you are very helpfull
I want to modelling a Concrete Beam with ABAQUS, My intention is that first beam cracked and then the FRP, apply to
beam and analysis continue. and i want to solve the problem of bond of FRP with concrete can you help me please?
actually the problem is moddeling a composites materials such as FRP if you have any information and tutorials please share with me i really need it.
Sorry for writing English.
My persian is not good.
(Mir Hamid (TURKEY
Dear Mir Hamid
Thank you very much; your support is greatly appreciated.
By default you can’t do this, but you may be able to solve this problem by an appropriate user subroutine
Also you can change your analysis to two seperate simulation, first you should solve the problem up to beam crack and then use it’s results by predefined field for applying FRP in a seperate file
Good Luck !
سلام من یه سوال دارم و چون نمیدونم کجا مطرح کنم تو این قسمت گذاشتم من در حال مدل کردن یه خرپای دوبعدی با تکیه گاه مایل هستم ولی نمیدونم چطوری باید تکیه گاه مایل رو مدل کنم
سلام
میتونید از Equation استفاده کنید (آموزش قیود در اباکوس)
موفق باشید
سلام،ممنون میشم اگه در آموزش های بعدیتون لطف کنید در یکی از آموزش های رشته عمران تکیه گاه مایل رو با یه مثال عنوان کنید چون در اجزا محدود عمران خیلی کاربردیه.
ممنون از پیشنهادتون
با سلام
در تیر سه بعدی که میخواهیم گشتاور به مرکز اعمال کنیم بعد از پارتیشن بندی و تقسیم به دو قسمت چطور میشه گشتاور رو به خط مرکز اعمال کرد چون هر کاری کردم به نقطه اعمال میشه
تشکر
متوجه منظورتون نمیشم
اعمال گشتاور به خط مرکزی ؟!!!
بیشتر توضیح بدهید
در بارگذاری سه بعدی تیر که گشتاور به مرکزش وارد میشه چطور میشه گشتاور رو بعد از پارتیشن بندی به تیر اعمال کرد
مرکز از نظر من یک نقطه است
متوجه منظورتون نمیشم
با سلام.یک سوال داشتم.با چه تحلیلی می شه فهمید یک تیر در اثر وزن خودش چقدر تغییر شکل می ده.فرض کنید که یک تیر یک سر گیر دار داریم.وزنشم مثلا 500 کیلو هستش.من می خوام بفهمم که این تیر در اثر وزن خودش چقدر تغییر شکل داره.آیا می شه اینو در نرم افزار آباکوس فهمید.؟
سلام
بله، میتونید برای جسم، نیروی جاذبه تعریف کنید
دو پست زیر را مطالعه کنید؛ نحوه اعمال جاذبه در آباکوس به همراه یک مثال آموزشی وجود داره:
آشنایی با تعریف جاذبه در آباکوس
مدلسازی سقوط آزاد در آباکوس
سلام.یک سوال دیگم داشتم مهندس.آیا در نرم افزار آباکوس می شه برای یک جنس تنش نهایی رو داد و بعد نیرو یی که اون مدل می تونه تحمل کنه رو بدست آورد؟یا در آباکوس فقط می شه نیرو داد و تنش رو حساب کرد؟
سلام
خیر
یه سوال دیگه مهندس.در تحلیل استاتیکی دادن تنش تسلیم به مساله چه فایده ای داره؟اگر تنش تسلیم رو به نرم افزار بدیم چه چیزی رو برای ما حساب می کنه؟
واضحه؛ با تعریف نقطه تسلیم شما عملا مشخص میکنید که ماده رفتار پلاستیک هم داره
اگر تعریف نکنید بارگذاری را تا هر اندازه که ادامه بدهید متریال به شکل الاستیک رفتار خواهد کرد
مهندس مگه ما برای اینکه متوجه بشیم ماده ما در ناحیه الاستیک هستش یا نه مگه نباید در ماژول نتایج تنش رو از توکانتور بخونیم.مثلا بررسی می کنیم و می بینیم که تنش ما به تنش تسلیم نرسیده.یعنی ماده در ناحیه الاستیکه.حالا سوال من اینه دادن یا ندادن تنش تسلیم چه فایده ای داره؟ما که جوابارو خودمون بررسی می کنیم.
یعنی رفتار سازه بعد از نقطه تسلیم برای شما اهمیتی نداره؟! همه مسائل همیشه الاستیک هستند؟!
دوست عزیز ما داریم مدلسازی انجام میدهیم که رفتار ماده تحت یک بارگذاری خاص به شکل کامل برای ما مشخص بشه؛ هدف این نیست که فقط ببینیم جسم در محدوده الاستیک باقی مونده یا نه
واضح گفتم، شما وقتی تنش تسلیم تعریف نکنید یعنی ماده کلا الاستیکه؛ یعنی رابطه تنش کرنش به شکل خطی و با شیب معادل مدول یانگ خواهد بود (هر چقدر هم که بار را افزایش بدهید فرقی نمیکنه)
پس اگر فقط رفتار الاستیک در نظر گرفته باشید، عملا تنشی که از کانتور قرائت میکنید (بعد از نقطه تسلیم) اعتباری نداره و کاملا غلطه
با تعریف تنش تسلیم رفتار ماده الاستیک – پلاستیک کامل در نظر گرفته خواهد شد (Elastic-Perfectly Plastic)؛ یک پله فراتر میتونید داده های نمودار را وارد کنید تا ماده مطابق داده ها رفتار کنه
فکر کنم یک بار به منابع مقاومت مصالح رجوع کنید مشکل حل میشه، بخش پلاستیک نمودار تنش کرنش را با دقت نگاه کنید
با تشکر از شما بابت پاسخگویی.برای محدوده پلاستیک چند تا عدد باید بدیم؟همون تنش تسلیم و عدد بعد رو صفر وارد کنیم کافیه؟سوال بعدیم اینه که برای اینکه متوجه بشیم اون بار ما مدل رو آیا به محدوده پلاستیک برده یا نه کدوم تنش رو باید تو نتایج بخونیم؟تنش فون مایسس،تنش محوری و یا تنش برشی؟
* اگر شما مثلا فقط از دو ردیف داده استفاده کنید عملا آباکوس بین این دو نقطه یک خط وصل میکنه؛ یعنی نمودار بخش پلاستیک خطی خواهد بود
اگر 3 نقطه در نظر بگیرید نمودار بخش پلاستیک دوخطی خواهد شد و به همین ترتیب . . .
چنانچه فقط تنش تسلیم را وارد کنید، رفتار ماده Elastic- Perfectly Plastic خواهد بود
پس هر چقدر داده بیشتر باشه برای ناحیه پلاستیک بهتره
* بستگی داره شما از چه معیار تسلیمی استفاده میکنید
سلام.مهندس آیا جدولی وجود داره که تنش تسلیم و نهایی ماده های مختلف رو داشته باشه؟
سلام
هر متریالی که مد نظرتونه در گوگل سرچ بفرمایید، به اندازه کافی داده وجود داره