اهداف آموزش: با مطالعه این آموزش آباکوس قادر خواهید بود اصول و مبانی مدلسازی آنالیز مودال و تحلیل فرکانسی سازه در آباکوس را فراگیرید. همچنین در این مثال، با نحوه تعریف حلگر فرکانسی در آباکوس و نحوه تعیین تعداد مودهای ارتعاشی سازه جهت تحلیل آشنا خواهید شد.
مبحث آنالیز مودال در سازه یکی از کاربردهای زیبای علم ارتعاشات به شمار می رود. در ادمه مجموعه آموزش مثال‌های پروژه محور آباکوس، تحلیل ارتعاشات بال هواپیما را برای شما عزیزان آماده کرده ایم. با ما در این آموزش همراه باشید.
صورت مسئله آنالیز ارتعاشات بال هواپیما
بال هواپیمایی با سطح مقطع نشان داده شده در شکل زیر در نظر بگیرید. اگر این بال از ماده‌ای با مدول یانگ 209GPa، نسبت پواسون 0.3 و چگالی 800Kg/m^3 ساخته شده باشد، فرکانسهای طبیعی سازه را محاسبه کنید.
- حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – هوافضا
- اطلاعات بیشتر در: Simuleon.com
حل مسئله تحلیل ارتعاشی بال هواپیما
برای رسم مقطع ایرفویل نقاط (0,0)، (1,0.25)، (1.9,0.45)، (2.5,0.2)، (2,0) را وارد کرده و از ابزار Spline آباکوس کمک بگیرید. سپس عمق لازم برای ایجاد بال را به میزان 20 واحد تعیین کنید.
در ادامه به ماژول Property رفته و خواص مکانیکی و چگالی ذکر شده در صورت سؤال را وارد کنید. همچنین مقطعی از نوع Solid همگن تعریف و به بال هواپیما اختصاص دهید.
با اتمام این مرحله، باید به مونتاژ قطعه در ماژول Assembly بپردازید.
با توجه به هدف تحلیل که یافتن فرکانسهای طبیعی بال هواپیما می‌باشد، در ماژول Step آباکوس یک حلگر از نوع فرکانسی ایجاد کرده و برای یافتن 4 فرکانس طبیعی اول سازه، مقابل عبارت Number of eigenvalues requested عدد 4 را وارد نمایید.
در ماژول Load نیز کافیست تا انتهای بال را در تمامی جهات مقید کنید.
فرآیند مدلسازی سازه با ایجاد یک شبکه اجزای محدود در محیط Mesh به پایان رسیده و مسئله جهت انجام تحلیل اجزای محدود آماده ارسال به محیط Job خواهد بود.
تصاویر زیر، مودهای فرکانسی سازه مورد نظر را نشان می‌دهد.
آموزش‌هایی در همین حوزه:
فرهاد طالبيان
سلام
با سپاس از سطح بالای کیفی از آموزش شما
سوالی که در خصوص این مورد خدمتتون داشتم این است که با وجود تعداد مودها که خود تعریف کرده ایم و همچنین مقدار eigenvalues و مقدار فرکانس (تایم سیکل) که در هر کانتور مود به ما نمایش می دهد ؛ چگونه فرکانس طبیعی را بر حسب هرتز محاسبه کنیم ؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام و سپاس از حسن نظر شما
دوست عزیز فرکانس در هر مود ارتعاشی در بخش پایینی محیط کاری نمایش داده میشه و واحد Hz است
اگر هم دوست داشته باشید میتونید از گزینه Step/Frame همه فرکانسها را در یک محیط مشاهده کنید
اولین فرکانس (مود اول) در واقع همون مقداری هست که تحت عنوان فرکانس طبیعی شناخته میشه و در طراحی باید مدنظرتون باشه تا پدیده رزونانس اتفاق نیافته
موفق باشید
پیمان
با سلام خدمت استاد گرامی
امکانش هست فایل inp این شبیه سازی را در سایت قرار بدهید.
مرسی
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
فکر میکنم توضیحاتی که ذکر شده کافی باشه
اگر در بخش خاصی سؤالی دارید بفرمایید تا راهنماییتون کنم
موفق باشید . . .
سامان
سلام
توی قسمت step/frame مقابل هر مود دو مقدار هست که یه کدوم با اسم value و یکی به اسم frquency
فرکانسهای طبیعی این مسئله کدومشونن ؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
freq
حمیدرضا
با عرض سلام وتشکر از سایت خوبتون
برای شبیه سازی پره های هلی کوپتر به صورتی که هر 4 پره در حال حرکت باشند ودر نهایت بدست آوردن مسیر حرکت جریان در اطراف پره ها می توان از آباکوس استفاده کرد؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
در آباکوس حلگرهای CFD وجود داره که میتونید استفاده کنید (البته در نسخه 2017 حذف شده)
هادی
با سلام
آیا برای تحلیل یک تیر دارای ترک که با موج و دامنه موج در محل ترک (که دامنه موج در آنجا بیشتر است) میتوان از همین روش استفاده کرد؟ (بهتر بگیم تعیین محل ترک)
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
متوجه سؤالتون نشدم
هادی
با این روش میتوان محل ترک در سازه را تشخیص داد؟
یونس سروری(مدیر CAE)
خیر
محمد
سلام اقای سروری، وقت بخیر و خداقوت.
ممنون از شما به خاطر سواد بالا و اخلاق پسندیده که افتخاری برای این کشور هستید.
وقتی نتایج در ماژول visualization نمایش داده می شود، مش نیز قابل دیدن است. برای اینکه نخواهیم مش در دیدن نتایج پیدا باشد، باید چکار کنیم. شبیه این ران که در سایت قرار داده اید و نتایج رو به صورت کانتور نشون میده اما مش رو نشون نمیده.(https://umec.ir/airfoil-vibration-analysis-with-abaqus/)
ممنون
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
ممنون از حسن نظر جنابعالی
مسیر Options > Common در منوی اصلی را دنبال کنید، در پنجره باز شده وارد زبانه Basic شوید، زیر عنوان Render Style گزینه Filled را انتخاب کنید، Visible Edges را روی Free Edges قرار دهید و Ok کنید
مومن
سلام خسته نباشید
لطفا اگه ممکنه رابطه ارتعاش ناشی از سرعت جریان سیال (در اینجا هوا ) با جسم جامد (بال) رو بگید
منظورم رابطه ای هستش نشون میده اگه بال با یه سرعت نسبی با هوا اطراف حرکت داشته باشه چه ارتعاشی روش به وجود میاد
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
میتونید با کلیدواژه Flutter در مقالات و منابع مختلف جستجو کنید
عادل
سلام
ببخشید توی عکس آخری ، شما چطوری مش بندی رو تو ماژول visualization حذف کردین؟
ممنون
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
در ماژول Visualization مسیر Option > Common را طی کنید، در پنجره باز شده از تب Basic و در قسمت visible edges گزینه No edge را انتخاب کنید
شاکری
لطفا میشود بفرمایید که اگربخواهم یک بال کامپوزیتی دارای ریب و استرینگر (مدل واقعی) را در نرم افزار اباکوس رسم کنم از روی یک کیس استادی و سپس تحلیل ارتعاشاتی کنم بجهت پایش سلامت بال بواسطه آسیبی که روی، اسپار یا پوسته بال وجود داره، و عملکرد مکانیکی خواص لایه را بررسی نمایم …
میشود غیر از اینکه ابتدا در نرم افزاری مثل سالید ورک رسم کنیم در همان اباکوس رسم وتحلیل نماییم .
لطفا جهت انجام این پروزه راهنمایی و کمک می کنید .
یونس سروری(مدیر CAE)
مشکلی برای مدلسازی در آباکوس وجود نداره ولی ممکنه فرآیند طولانی تر بشه
شاکری
منظورتون از طولانی شدن چیه ؟
از یکی از دوستان که در نرم افزار سالید بال را با جزییات رسم کرده بودند پرسیدم ، گفت برای انتقال به اباکوس باید کد ویژه را وارد کرد …نیاز به یادگیری دارد ؟
پروسه دارد ؟
اگر رسم در سالید با جزییات بهتر و سپس انتقال ان به اباکوس منطقی تر است آن کار را انجام دهم ؟
یونس سروری(مدیر CAE)
منظورم اینه طبیعتاً شما برای مدلسازی یک هندسه زمان خیلی کمتری را در نرم افزارهای تخصصی مدلسازی مثل کتیا یا سالیدورک طی میکنید
مدل کردن یک قطعه با جزئیات زیاد و هندسه پیچیده در آباکوس زمان بیشتری نیاز خواهد داشت
پس اگر به سالیدورک مسلط هستید کار مدلسازی را در سالیدورک انجام بدید و با یکی از فرمتهای مورد قبول آباکوس ذخیره کنید
هیچ کد ویژه ای هم نیاز نداره، یک import ساده ست
محمد امیدی
با سلام. برای بدست آوردن ضرایب رایلی باید آنالیز مودال انجام پذیرد. معیار انتخاب تعداد مود برای این آنالیز چیه و کدام مود ها برای بدست آوردن ضرایب رایلی باید استفاده شود.
طبق سرچ هایی که کردم معمولا مود های 1 و 2 یا 1 و 10 را انتخاب کردن و هیچ کدوم رفرنسی برای کارشون نداشتن.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
در روشهای قدیمی که سیستم خیلی پیچیدگی خاصی هم نداره همون مودهای 1 و 2 مورد استفاده قرار میگیره ولی این یک قاعده کلی نیست
میتونید مقاله زیر را مطالعه کنید:
https://www.hindawi.com/journals/sv/2017/2046345/
MAJID
سلام
در صورتی که ما یه میدان فشاری اطزاف همین بال هواپیما داشته باشیم یا مثلا میدان فشار دور یک پروانه و بخوایم انالیز مودال کنیم. از FRQUENCY نمیشه استفاده کرد چون نیرو نمیشه تعریف کنیم از چی باید استفاده شه متشکر
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
دو استپ مجزا تعریف کنید
در استپ اول فشار را اعمال کنید و در استپ دوم فرکانس را محاسبه کنید
MAJID
در صورتی که ما یه میدان فشاری اطزاف همین بال هواپیما داشته باشیم یا مثلا میدان فشار دور یک پروانه و بخوایم انالیز مودال کنیم. از FRQUENCY نمیشه استفاده کرد چون نیرو نمیشه تعریف کنیم از چی باید استفاده شه متشکر
بهروز
سلام
میخواستم بدونم انواع ارتعاشاتی که به یک مخزن متصل هواپیما در حال پرواز می تواند وارد شود چه نوع ارتعاشاتی هستن؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
بررسی نداشته ام
محمد امیدی
با سلام
بنده یه مدل تونل ساخته ام و باید برای اعتبار سنجی فرکانس طبیعی مدلم با تغییر ابعاد 20 ثانیه باشد. آیا با تغییر ابعاد فرکانس طبیعی تغییر میکند و آیا باید مود اول برابر ۲۰ سیکل بر ثانیه باشد تا به این نتیجه برسم
محمد
با سلام
بنده یک محیط دارای تونل طراحی کردم و برای اعتبار سنجی یه مسئله باید فرکانس طبیعی سیستم 12. ثانیه باشد. برای اینکار باید ابعاد مدل تغییر کند و مود اول به عنوان فرکانس طبیعی در نظر گرفته شود ایا فرض بنده درست است؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
بله
میتونید با کمک پایتون یک مسئله پارامتری طراحی کنید و در یک سیکل به هدفتون برسید
البته 12 هرتز درسته، واحد اندازه گیری فرکانس هرتز هست
محمد
با سلام خدمت استاد گرامی
بنده به کف یک مدل لرزه بر اساس سرعت زمان وارد کرده ام و خروجی سرعت زمان را در نودهایی دور از جایی که لرزه وارد شده گرفته ام. ضرایب رایلی را نیز به مدل داده ام ولی سرعت از یک زمانی به بعد ثابت می شود. مگر نباید ضرایب رایلی باعث کم شدن و در نهایت صفرشدن سرعت شوند. پلات خروجی هم موجود است.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
خروجی شما وابسته به دقت مدلسازی، اعمال شرایط مرزی، تعیین مقادیر صحیح ورودیها و . . . است