مخازن تحت فشار از پرکاربردترین اجزای صنعتی به شمار می روند. تنش‌های هوپ و طولی وارد بر سازه تحت فشار از درجه اهمیت بالایی در طراحی مخزن برخوردار است. از اینرو در مثال زیر، مخزن استوانه‌ای تحت فشاری را به روش تقارن محوری توسط نرم‌افزار Abaqus مورد آنالیز قرار داده‌ایم. با ما در این آموزش همراه باشید.
صورت مسئله تحلیل تقارن محوری مخزن استوانه‌ای تحت فشار توسط آباکوس
مخزن استوانه‌ای تحت فشار فولادی (E = 200 GPa , Nu = 0.3) با انتهای نیم کروی مطابق شکل زیر در نظر بگیرید. اگر شعاع داخلی مخزن 0.5m و ضخامت دیواره برابر 5cm باشد، کانتور تنش مخزن تحت فشار داخلی 100MP را بدست آورید.
- ◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – مهندسی عمران – مهندسی صنایع – مهندسی نفت – مهندسی شیمی
- ◄ اطلاعات بیشتر در: Simuleon.com
حل مسئله آنالیز تقارن محوری مخزن استوانه‌ای تحت فشار (Pressure Vessel) توسط Abaqus
اگر مطالب آموزشی سایت و مثالهای کاربردی پیشین را دنبال کرده باشید بخوبی شرایط تحلیل تقارن محوری (اینجا: تنش صفحه ای، کرنش صفحه ای و تقارن محوری چیست؟) را آموخته‌اید و به محض رؤیت تقارن همزمان در هندسه و بارگذاری به صرفه‌جویی در هزینه محاسباتی و ایجاد مدل تقارن محوری خواهید اندیشید. از اینرو و با توجه به شرایط مسئله، در محیط Part به ایجاد یک مدل Axisymmetric با مجموعه نقاط زیر بپردازید.
فراموش نکنید با توجه به تقارن در مسئله، نیمی از طول مخزن را مدل کرده‌ایم. در ادامه به محیط Property وارد شده و خواص مکانیکی الاستیک صورت سؤال را وارد نمایید. سپس سطح مقطع مناسبی مانند شکل زیر تعریف کرده و به مقطع مخزن تخصیص دهید.
فرآیند حل مسئله را در گام بعد و مونتاژ در محیط Assembly پیش ببرید. در محیط Step نیز حلگری از نوع General برای آنالیز تعریف کرده و پیش فرض‌های موجود را بپذیرید.
سپس با استفاده از ابزار Create BC در محیط Load شرایط مرزی تقارن در لبه‌های پایین و کنار مدل را اعمال کنید.
برای اعمال فشار داخلی نیز کافیست لبه داخلی مدل را انتخاب و مقدار فشار را 100MPa در نظر بگیرید.
در گام آخر به ماژول Mesh رفته و با استفاده از المان‌های Quad با اندازه شبکه 0.01 و از خانواده Axisymmetric به ایجاد شبکه اجزای محدود بر روی مدل بپردازید.
تصویر زیر کانتور تنش مخزن پس از اتمام تحلیل را نشان می دهد.
منبع : آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک
سمیه ابراهیمی
با سلام
سوال من در مورد تعریف داده های تجربی آزمایش خزش شامل زمان و تابع وادادگی برای یک نمونه استوانه ای بتن غلتکی درنرم افزار آباکوس هستش اینکه در کجا این داده ها رو تعریف کنیم؟
با تشکر
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
Documentation را مطالعه بفرمایید؛ دو مثال بسیار کاربردی داره که میتونه بهتون کمک کنه:
Verification of creep integration
Creep of a thick cylinder under internal pressure
محمود
با سلام
برای پیدا کردن تغییر حجم یک لوله که در نرم افزار آباکوس تحت فشار خارجی قرار گرفته است چکار باید کرد؟
خیلی ممنون
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
پارامتر VOL در خروجیها برای همین منظور در نظر گرفته شده؛ توضیحات کامل هم در Documentation موجوده
محمود
ضمن تشکر از جنابعالی. میشه بفرمایین این پارامتر در خود محیط آباکوس در کدوم مسیر می باشد؟
یونس سروری(مدیر CAE)
در Field Output
محمود
با سلام
در قسمت Field Output کدام زیر مجموعه رو از VOL انتخاب کنم تا تغییر حجم کل لوله رو بده. لوله مدل شده از المان سالید می باشد میخواهم تغییر حجم لوله پس از فشار هیدرواستاتیکی خارجی رو محاسبه کنم؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
لطف بفرمایید documentation را مطالعه کنید
محمود
سلام
تو فایل آباکوس نتونستم راهنمایی بیشتری پیدا کنم. میشه یکی رو معرفی کنین ازش مشاوره بگیرم.؟
جنابعالی راهکاری برای بدست آورن فشار خرابی و فشار انتشار خرابی در آباکوس دارین؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
خیر متأسفانه
فاطمه
با سلام خدمت استاد گرانقدر
استاد من یک رگ خون (به شکل استوانه) دارم که یک چهارمش کشیدم و میخوام فقط یک چهارمش مدل کنم و انتهای استوانه بطور کامل بسته است و حرکتی ندارد ولی به انتهای دیگرش داره ممان پیچشی وارد میشه
حالا من باید به این یک چهارم استوانه چگونه ممان پیچشی وارد کنم؟؟ ک در نهایت کل استوانهدچار پیچش شود؟
و سوال دومم هم اینه ک دراین مدل هم مثل مثال شما باید مش رو بصورت axisymmetry stress در نظر گرفت؟
با تشکر
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
مسئله ای که در بالا حل شده ماهیت تقارن محوری داشته، توضیحات در خصوص مسئله تقارن محوری در سایت موجوده؛ مطالعه کنید
ما در مسائل تقارن محوری صرفاً به مدلسازی مولد جسم میپردازیم (یک چهارم و یک هشتم و …. مطرح نیست)
در تحلیل CFD آباکوس فقط مدل 3D در دسترسه
در خصوص ممان پیچشی هم میتونید یک صفحه صلب در صفحه انتهایی مورد نظر تعریف کنید و با قید Rigid Body یک نقطه مرجع را به این صفحه Tie کنید
بعد ممان را به این نقطه اعمال کنید
پیمان
سلام
مهندس بنده میخواستم ی مخزن تحت فشار داخل عمق 30 متری اب رو شبیه سازی کنم.
مخازن تحت فشار و شبیهسازیشون تو اباکوس رو کار نکردم اصلا. ممنون میشم راهنماییم کنید
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
خب من چه کمکی میتونم بکنم؟
پیمان
اگه میتونید ی سایت یا کتاب معرفی کنید که مخازن رو بررسی کرده باشه. مثلا سیال داخا مخزن و فشار هیدرواستاتیکی اب بالای مخزن رو گفته باشه که چجوری شبیه سازی میکنیم. شرایط مرزها و نوع تحلیلگر و….رو اورده باشه . ممنون
یونس سروری(مدیر CAE)
از وجود چنین سایت یا فایلی اطلاعی ندارم
ehsan
سلام آقای سروری وقتتون بخیر،بابت توضیحاتتون و تمام راهنمایی هایی که میفرمایید سپاسگزارم
آقای سروری میخواستم بدونم فشار رو چطوری میتونم به جداره داخلی یک زانویی اعمال کنم،درواقع من یه لاین لوله رو دارم کهشامل چند زانویی میشه،برا اعمال فشار من فقط تونستم این بارو به جداره لوله هام اعمال کنم و وقتی میخوام به داخل زانوییم این بارو اعمال کنم این پیام smackcaekermod has stopped working میادو از آباکوس خارج میشه لطفا میفرمایید ایراد کارم کجاست باسپاس فراوان
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
نباید مشکلی وجود داشته باشه؛ مثل بقیه موارد عمل کنید
خطا ممکنه بدلیل کرک بودن برنامه باشه وگرنه نکته خاص و پیچیده ای نداره که نرم افزار نتونه از پسش بر بیاد
مجید
سلام جناب مهندس بنده من یک پروژه درسی در مورد
Symmetric model generation, results transfer, and analysis of cyclic symmetry models
میخواستم از help کمک بگیرم لطفا راهنمایی بفرمایید
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
چطور میتونم کمکتون کنم؟
ehsan
با سلام
ببخشید با این روش می توان تحلیل فرکانسی نیز انجام داد و فرکانس طبیعی بدست آورد؟
با تشکر
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
ماهیت مسائل تقارن محوری وجود تقارن در هندسه و بار به شکل همزمان است
منعی برای استفاده از حلگر فرکانسی در این مساول وجود نداره ولی پیشنهاد میکنم با یک مسئله ساده اعتبارسنجی کنید
میلاد حاجی محمد کریم
با سلام
من فکر میکنم با توجه به ماهیت تقارنی و هندسه مسئله، نیازی به تعریف شرط مرزی تقارن XSYMM در لبه بالایی نیست و در واقع خود به خود اعمال خواهد شد.
لطفا اگر اشتباه میکنم مرا تصحیح بفرمایید.
پیشاپیش از پاسخگویی شما سپاسگزارم
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
بله، کلیات نکته شما صحیحه
ولی برای اطمینان از عدم پیدایش خطای عددی ناخواسته شرط را اعمال میکنیم
محمد سواری
سلام
از کجا بفهمم قطعه ای که مدل کردم تحت بار مورد نظر میشکنه یا نه؟
Deformed shaped رو نگاه میکنم ولی نمیدونم با اون تغییر اندازه میشکنه یا نه
زیاد این ماژول ویژوالیزیشن رو بلد نیستم میشه توضیح بدین در حد کارشناسی
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
باید معیار شکست مناسب برای ماده تعریف کنید؛ با نگاه ظاهری که نمیشه متوجه شد
حمید
سلام.
این روش برای تحلیل پلاستیک نیز جوابگو خواهد بود؟ یعنی در حالت پلاستیک نیز می توان از تحلیل تقارن محوری استفاده کرد یا خیر؟
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
مشکلی نیست
فرشید
سلام
من برای یک مخزن جدار ضخیم این تحلیل را انجام دادم و مختصات هم به استوانه‌ای تغییر پیدا کرد و نتایج در مختصات استوانه‌ای بدست آمد. اما مقادیر تنش ها به هیچ وجه با مقادیر بدست آمده از رابطه Lame هم‌خوانی ندارد.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
این موضوع بستگی به صحت مدلسازی شما داره
مجتبی
من حل کردم جواب ها با دقت خوبی درست در آمد.
علی
سلام
من یه پوسته استوانه ای رو با استپ استاتیک جنرال و تعریف یک میدان حرارتی توسط پریدیفایندفیلد میخواستم تحلیل کنم و توی شرایط مرزی هم دوسر پوسته رو گیردار کردم اما بعد از تحلیل ، تنش مایز و s11 و s22 را اعداد میده ولی s33 را کاملا صفر نشون میده در حالیکه محور استوانه در راستای محور z هستش وطبیعتا وقتی تحت حرارت قرار میگیره باید انبساط طولی هم پیدا کنه و چون گیرداره باید دچار تنش بشه.
لطفا راهنماییم کنید. باید چکار کنم. ممنون.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
اگر به شکل دو بعدی مدل کرده باشید مؤلفه تنش در راستای سوم وجود نداره
رافق
سلام و خسته نباشید، آقای سروری من یک مخزن استوانه ای حاوی سیال را تحت بار دینامیکی مدل کرده ام، در اواخر تحلیل مدل به دلیل رسیدن به تعداد اینکرمنت زیاد (The analysis reached a large number of increments) با درخواست double precision از تحلیل خارج میشود. با اعمال double precision تحلیل به صورت کامل انجام میگیرد ولی مدت زمان تحلیل بسیار بسیار زیاد میشود پس از تحلیل در نتایج درقسمت visualization مشاهده میشود که در مدت زمان تحلیل، سیال از سازه جدا شده (در واقع جدا نمیشود بلکه کش می آید) و در جهت آزاد حرکت مستقیم میکند و از سیال فاصله میگیرد، (این اتفاق در حالت بدون اعمال double precision هم میوفتد)، تمام شرایط مرزی و بارگذاری را چک کرده ام ولی به نتیجه ای نرسیدم. به نظر شما دلیل چی میتونه باشه؟ آیا میتونه مشکل نرم افزاری باشه ؟ خیلی ممنون از وقتی که میگذارید.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
بدون دیدن مسئله و نتایج نمیشه نظر داد
خیر؛ نرم افزار که مشکلی نداره؛ باید مدلسازی خودتون را بررسی کنید
مجتبی
سلام میشه کمک کنید که خستگی مخازن استوانه ای جدار نازک رو چطور تحلیل کنم و خروجی رو چگونه بگیرم؟ ممنئن
رسولی
سلام، من یک پوسته استوانه ای دارم که تحت فشار داخلی است و گرادیان حراراتی ر راستای شعاع هم دارد. رفتار مکانیکی این پوسته تابعی از شعاع است. یعنی به نحوی FG است. اگر وضعیت در حالت کرنش دوبعدی باشد ، در مورد مدل کردن آن لطفا من را راهنمای یکنید. آیا آموزش آنلاین هم در این زمینه دارید؟ متشکرم.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
مثالهای موجود در سایت را مرور کنید