مدل‌سازی پوشش‌دهی در آباکوس

اهداف آموزش: با مطالعه این آموزش کاربردی با مفهوم پوشش‌دهی (Coating) در صنعت، لزوم استفاده از پوشش در قطعات و روند مدل‌سازی پوشش‌دهی در آباکوس آشنا خواهید شد. همچنین نحوه فراخوانی مدل در آباکوس، تعریف سطح مقطع مناسب و تخصیص ماده به قطعه در نرم‌افزار Abaqus از دیگر مواردی است که در مسیر مطالعه این آموزش فراخواهید گرفت.

پوشش‌دهی (Coating) چیست؟

در بسیاری از فرآیندها و کاربردهای مهندسی، نقش ایجاد یک پوشش روی قطعه اصلی به عاملی کلیدی برای بهبود عملکرد قطعه و ارتقای کارکرد آن تبدیل شده است. اصول پوشش‌دهی، بر اعمال یک لایه پوشش سطحی بر روی ماده پایه یا اصلی استوار است و پوشش که خواص مکانیکی متمایزی از ماده اصلی دارد دارای ضخامتی در ابعاد میکرون است. اهداف ایجاد پوشش روی یک قطعه می‌تواند متفاوت و گسترده باشد: مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد خواص ویژه اصطکاکی در مسائل تریبولوژی، بهبود عملکرد قطعه در محیط‌های با سایش بالا و تعمیر سطوح قطعه آسیب دیده از مهمترین کاربردهای ایجاد پوشش سطحی بر روی یک قطعه به شمار می‌آید.

در سال‌های اخیر رویکرد بیشتر محققین، مهندسین و فعالین حوزه پوشش‌دهی، از انجام آزمایش‌های تجربی جهت سنجش عملکرد پوشش به سمت شبیه‌سازی‌های نرم‌افزاری متمایل شده است. در واقع پوشش‌دهی فیزیکی به مرحله نهایی و صحه‌گذاری بر فرآیند مدل‌سازی عددی تبدیل شده و به شکل هوشمندانه‌ای هزینه‌های سعی و خطای فیزیکی را کاهش داده است. بر همین اساس؛ نرم‌افزارهای مبتنی بر روش اجزا محدود به یکی از اصلی‌ترین ابزارهای مدل‌سازی پوشش‌دهی و سنجش عملکرد پوشش در فرآیندهای صنعتی تبدیل شده‌اند. در این آموزش آباکوس قصد داریم شما همراهان گرامی را با روند مدل‌سازی پوشش در آباکوس آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

مدل‌سازی پوشش‌دهی (Coating) در آباکوس

برای درک بهتر موضوع، آموزش را با یک مسئله صنعتی تلفیق می‌کنیم. ابزار مربوط به فرآیند ماشین‌کاری مطابق شکل زیر را در نظر بگیرید.

این ابزار، از مجموعه قطعات مجزایی تشکیل شده که در کنار یکدیگر مونتاژ شده‌اند و در قالب یک ابزار ماشین‌کاری در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این بین اتصالی که به رنگ طلایی نشان داده شده است از حساسیت خاصی برخوردار است و به دلیل تماس با سطوح مختلف قطعه کار در طول فرآیند ماشین‌کاری، باید مقاومت به سایش بالایی داشته باشد تا در اثر سایش و از بین رفتن، عملکرد ابزار را مختل نکند. بنابراین تصمیم گرفته شده تا به کمک ایجاد پوششی خاص، ویژگی مقاومت در برابر سایش بر روی قطعه مورد نظر اعمال شود. با توجه به توضیحات فوق قصد داریم روند ایجاد پوشش روی قطعه مورد نظر را در آباکوس آموزش دهیم. برای این منظور فایل حاوی هندسه قطعه را از لینک زیر دانلود کرده و در آباکوس فراخوانی نمایید.

• ◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک، مهندسی مواد
• ◄ اطلاعات بیشتر: Simuleon.com
• ◄ دانلود فایل sat تحلیل Coating در آباکوس از لینک زیر:

در ادامه برای ایجاد پوشش روی قطعه مورد نظر وارد ماژول Property شوید. سپس گام‌های زیر را با دقت دنبال کنید:

• در ابتدا خواص مکانیکی مروبط به پوشش مورد نظر را تعریف نمایید.
• مسیر Spaecial > Skin > Create در منوی اصلی را دنبال کرده و در ادامه سطوح مورد نظر برای ایجاد پوشش روی قطعه را انتخاب نمایید (برای انتخاب همزمان چند سطح، کلید shift را نگه دارید).

• در ادامه، و از مسیر Section > Create > Shell مقطعی از نوع ورق همگن ایجاد نمایید (می‌توانید مطابق شکل زیر از ابزارهای تعبیه شده استفاده کنید).

سپس ضخامت مورد نظر برای پوشش را در بخش نشان داده شده وارد نمایید.

• برای سهولت در انتخاب سطوح و تفکیک کردن نمایش قطعه، می‌توانید مطابق شکل نشان داده شده، گزینه Skins را انتخاب کنید.

• مقطع ایجاد شده را به سطوح مورد نظر اختصاص دهید.

پس از انجام گام‌های فوق، مطابق شکل زیر سطوح مورد نظر شما دارای پوشش با خواص مکانیکی مشخص شده و اکنون همه چیز برای انجام تحلیل اجزا محدود بر روی قطعه مورد نظر فراهم شده است.

تصاویر زیر نیز کانتور تنش قطعه و پوشش مورد نظر در اثر اعمال بار را نشان می‌دهد.

منبع: آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک