ماژول های آباکوس

ماژول های آباکوس عبارت از ماژول Part, property, Assembly, Step, Interaction, Load, Mesh, Optimization, Job, Visualization هستند که هر کدام وظایف خاص خود را دارند. در ادامه سعی میکنیم به معرفی اجمالی هر کدام از این ماژول ها و کابردشان در آباکوس بپردازیم. همانگونه که در مجموعه پست‌های پیشین نیز اشاره کردیم، یکی از ویژگی‌های برجسته نرم‌افزار آباکوس، یکپارچگی در مدل‌سازی، تحلیل و مشاهده نتایج است. Abaqus و ANSYS به‌عنوان پیشگامان تراز اول دنیای شبیه‌سازی و تحلیل عددی، هر سه مرحله پیش‌پردازش، تحلیل و پس‌پردازش (مشاهده نتایج) را در یک محیط گرد آورده‌اند که طبیعتا کاربر را از استفاده سایر نرم‌افزارهای حوزه مدل‌سازی و نتایج بصری بی‌نیاز خواهد کرد. نرم‌افزار Abaqus قادر است تا با در اختیار داشتن ماژول های مختلف، مجموعه وظایف سه‌گانه فوق را در بالاترین سطح انجام دهد. در این آموزش آباکوس قصد داریم تا شما همراهان عزیز را با ماژول‌های آباکوس و وظایف هر کدام آشنا کنیم.

ماژول Part آباکوس : ترسیم هندسه مسئله

در Abaqus/CAE از ماژول Part برای ایجاد مدل هندسی قطعه و یا قطعات مورد نظر در تحلیل استفاده می‌شود. با استفاده از امکانات و ابزارهای تعبیه شده در ماژول Part قادر خواهید بود هر یک از اجزای یک قطعه مرکب و پیچیده صنعتی را طراحی کرده و هر زمان که نیاز داشتید به اصلاح و ویرایش آن بپردازید.

فراموش نکنید، آباکوس یک نرم‌افزار اجزا محدود است (آباکوس چیست) و نباید انتظار داشته باشید ابزارهای موجود در ماژول Part امکاناتی به وسعت نرم‌افزارهای تخصصی طراحی نظیر CATIA، SolidWorks یا Inventor در اختیار شما قرار دهد. یکی از نقاط مثبت Abaqus، امکان فراخوانی مدل‌های هندسی ساده و پیشرفته از نرم‌افزارهای تخصصی نظیر کتیا و سالیدورکس است که به کمک آن عملاً محدودیتی در تحلیل قطعات با هندسه‌های پیچیده و جزئیات بالا نخواهید داشت. پیرامون فرمت های مجاز جهت import در آباکوس قبلا مفصل صحبت شد.

ماژول Property : تعریف ماده و تخصیص آن به قطعات

دومین ماژول از ماژول‌های آباکوس، ماژول Property است که بطور خلاصه این ماژول با هدف ایجاد سطح مقطع و همچنین وارد کردن جنس و خواص مکانیکی ماده مورد نظر تعبیه شده است.

پس از تعریف مدل هندسی قطعه یا اجزای مورد نظر نیاز خواهید داشت تا خواص مکانیکی و سطح مقطع مناسب برای قطعه را تعریف کرده و به آن اختصاص دهید. تعریف خواص مکانیکی ماده، تعریف سطح مقطع متناسب با مسئله، تعریف خواص و ویژگیهای یک بخش از مدل، اختصاص سطح مقطع به ماده، تعریف جهت برای تیر، تعریف جرم متمرکز برای یک نقطه، تعریف پوسته‌ها و میله‌های تقویت کننده در آباکوس، تعیین Material Orientation و همچنین فنر و دمپر بین دو نقطه (یا یک نقطه و زمین) از مجموعه اقدامات گسترده‌ای است که به کمک ماژول Property قادر به انجام آن در آباکوس خواهید بود. در مواقع ضروری که پیش‌فرض‌های نرم‌افزار جوابگوی نیاز کاربر نیست میتوان از قابلیت سابروتین‌نویسی در آباکوس استفاده کرد.

ماژول Assembly آباکوس: مونتاژ و جایابی قطعات

به کمک ماژول Assembly آباکوس می‌توانید به مونتاژ قطعات مدل اصلی خود بپردازید. چنانچه مدل هندسی مورد نظر شما از چندین قطعه و بخش گوناگون تشکیل شده است باید ابتدا در ماژول Part به ترسیم هر یک از اجزا و ایجاد مدل هندسی مناسب برای هر قطعه بپردازید و سپس از طریق امکانات تعبیه شده در ماژول اسمبلی آباکوس، قطعات مجزا را در موقعیت مناسب نسبت به هم قرار داده و مدل اصلی خود را بسازید. همچنین به کمک ابزارهای موجود در ماژول Assembly قادر به دوران، جابجایی، تکرار و تولید قطعات در الگوهای دایره‌ای و ماتریسی و همچنین اعمال قیود گوناگون هندسی بر یک مجموعه پیچیده یا ساده خواهید بود.

ماژول Step آباکوس (قلب تپنده تحلیل) : انتخاب حلگر مناسب

پس از آن‌که مدل هندسی قطعات مورد نظر ایجاد شد و ویژگی‌های مربوط به نواحی، سطح مقطع، جهت ماده و نحوه آرایش و قرارگیری قطعات کنار یکدیگر مشخص شد، نوبت به تعیین حلگر مناسب برای حل می‌رسد. با استفاده از ماژول Step می‌توانید نوع تحلیل (و بعبارت بهتر حلگر مناسب) خود را مشخص نمایید. همچنین اگر در یک مسئله چندین نوع بارگذاری به ترتیب انجام ‌شود، می‌توان برای هر بارگذاری یک Step جداگانه تعریف کرد. فراموش نکنید Stepها در هر مرحله می‌توانند دارای حلگرهای متفاوتی باشند. به شکل خلاصه تعیین گام زمانی مناسب برای حل، انتخاب نوع حلگر مناسب، نحوه خروجی گرفتن از آباکوس، تعیین و بکارگیری ALE Adaptive Mesh در آباکوس و تعیین پارامترهای حل از جمله امکاناتی است که در ماژول Step آباکوس، می‌توانید از آن استفاده کنید.

ماژول Interaction آباکوس : تعیین برهم‌کنش بین قطعات

اگر در مسئله خود با تماس بین قطعات، برهمکنش بین اجزا، مقیدسازی درجات آزادی، تعریف رابط‌ها و قیود روبرو هستید بدون شک نیاز به استفاده از ماژول Interaction پیدا خواهید کرد. آباکوس تنها در صورتی تماس بین دو یا چند عضو با یکدیگر را تشخیص می‌دهد که پیش از آن کاربر در ماژول Interaction به تعریف خواص مکانیکی تماس، قطعات درگیر و سایر ویژگی‌های مورد نظر کرده باشد. همچنین چنانچه قصد دارید به مقیدسازی برخی درجات آزادی در قطعات درگیر در یک تحلیل بپردازید و یا بین دو یا چند نقطه از قید MPC در آباکوس استفاده کنید نیاز خواهید داشت تا از امکانات تعبیه شده در این ماژول جذاب بهره ببرید.

ماژول Load آباکوس : بارگذاری و اعمال شرایط مرزی و اولیه

از ماژول Load در اعمال بارهای خارجی، مکانیکی، حرارتی، صوتی، الکتریکی و همچنین تعریف شرایط مرزی و اولیه حاکم بر مسئله، تعریف میدان سرعت و جابجایی و . . . استفاده می‌شود. بعلاوه به کمک ابزارها و امکانات این ماژول قادر خواهید بود به تعریف نحوه اعمال بار در آباکوس، تعریف بارگذاری ترکیبی در آباکوس و تعریف Predefined Field در آباکوس بپردازید.

ماژول Mesh : شناخت دقیق المان‌ها، فرمول‌بندی حاکم، الگوریتم مش‌بندی

یکی از مراحل حساس و اصلی در تحلیل اجزای محدود، گسسته‌سازی مدل هندسی و تقسیم آن به بخش‌های کوچکتر است. ماژول مش، محیطی است که عملیات گسسته‌سازی مدل هندسی قطعات در آن انجام می‌شود. در این ماژول، فراخور مسئله مورد نظر، برای هر section یک عنصر انتخاب شده و کل مدل هندسی با استفاده از عناصر مناسب، گسسته‌سازی می‌شود. این عملیات در اصطلاح مش بندی یا مش زنی نامیده شده (مش بندی در آباکوس) و سنگ‌بنای حل مسئله در نرم‌افزار آباکوس را تشکیل می‌دهد. تخصیص تعداد دلخواه از گره و المان روی یک وجه یا ضلع جسم، اصلاح و بهبود شبکه، کنترل پارامترهای پدیده ساعت‌شنی، تعیین مرتبه المان‌های مورد استفاده و تعیین خانواده و نوع المان مورد نیاز، از وظایفی است که در این ماژول برای کاربر قابل تعیین است.

ماژول Optimization آباکوس : بهینه‌سازی توپولوژی و هندسه

تازه وارد دنیای ماژول‌ها و جدیدترین ماژول Abaqus است که با هدف بهینه‌سازی برخی موارد نظیر توپولوژی و هندسه ایجاد شده است. آموزشی تحت عنوان “ماژول بهینه‌سازی آباکوس” در سایت درج شده است. برای آشنایی بیشتر با این ماژول جدید آباکوس، به آموزش مربوطه مراجعه فرمایید. همچنین آموزشی تحت عنوان “طراحی بهینه چهارپایه توسط ماژول Optimization آباکوس” در سایت قرار داده شد که در آن آموزش با یک مثال ساده اما کاربردی روند انجام یک تحلیل بهینه‎سازی در Abaqus شرح داده شده است.

ماژول Job آباکوس

با اتمام تمامی اقدامات لازم جهت تعریف مدل و نوع حلگر و شبکه، باید وارد ماژول Job شوید و مسئله را حل نمایید. در این بخش می‌توانید به‌طور همزمان به تحلیل مدل‌های چندگانه‌ای که ایجاد کرده‌اید بپردازید و روند حل آن‌ها را دنبال کنید. همچنین قادر خواهید بود از مسئله خود یک Input File ساخته و در صورت لزوم به اصلاح و ویرایش آن بپردازید. همچنین رصد کردن روند حل، مشاهده انواع خطاهای آباکوس و نیز هشدارهای حین حل نرم‌افزار از این ماژول قابل دسترسی خواهد بود.

ماژول Visualization : پس‌پردازش و مشاهده نتایج حل

قسمت پس‌پردازش آباکوس در این ماژول قرار دارد. به کمک امکانات این ماژول قادر خواهید بود نتیجه و ماحصل تحلیل خود را مشاهده نمایید و یا به رسم نمودارهای مورد نظر از یک تحلیل (آموزش رسم نمودار در آباکوس) بپردازید.

ماژول Sketch

برای ایجاد ترسیمه مورد نظر از مدل هندسی می‌توانید از این ماژول استفاده نمایید. امکانات تعبیه شده در این ماژول، در ماژول Part نیز وجود دارد و از این نظر چندان مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

خلاصه آموزش در عکس زیر قابل مشاهده است!

توضیحات فوق، تنها بخش کوچکی از امکانات تعبیه شده در هر ماژول است. بسته به نوع مسئله و حوزه تحلیل، با دریایی بی‌نظیر از امکانات روبرو خواهید شد. جهت کسب توضیحات کامل تر پیرامون هر یک از ماژول های آباکوس به پست “آموزش آباکوس” مراجعه فرمایید.

منبع: آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک