یکی از نقاط قوت و ارزشمند تحلیل اجزای محدود، پیش بینی رفتار سازه در محیط نرم‌افزاری است. با استفاده از این ویژگی می‌توان از صرف هزینه‌های گزاف برای انجام آزمایشات تکراری جلوگیری نمود. شاید بتوان پدیده‌های دینامیک برخورد و ضربه را از مواردی به شمار آورد که مستلزم صرف هزینه و وقت فراوان در عالم واقعیت است. از این‌رو می‌توان نرم‌افزارهای اجزا محدود نظیر Abaqus را به منزله ابزاری قدرتمند و بی‌نظیر در شناخت رفتار سازه در این حوزه به شمار آورد.
وجود آزادی عمل در تعییر پارامترهای تأثیرگذار در تحلیل نظیر هندسه، سرعت و شرایط مرزی، استفاده از آباکوس را به یک ضرورت پیش از انجام و ساخت نمونه‌های اصلی بدل ساخته است. بعلاوه، رابط کاربری زیبا و نمایش نتایج در قالب نمودارها و تصاویر مفهومی و قابل درک، تحلیل برخورد در آباکوس را جذاب می‌نماید. با ما همراه باشید تا به روش Explicit به تحلیل برخورد یک پوسته مربعی با یک جداره فولادی در Abaqus بپردازیم.
تذکر: در آموزش‌های قبلی به تفصیل به بررسی روش حل ضمنی و صریح پرداختیم. در صورت تمایل حتما آموزش‌های مربوطه را مطالعه بفرمایید. (روش حل Explicit و Implicit – مقایسه Explicit – Implicit و واکاوی حوزه کاربرد آنها)
صورت مسئله تحلیل Explicit برخورد (Crash) در آباکوس
جداره‌ای با مقطع مربعی از جنس آلومینیوم در نظر بگیرید که به یک مکعب فولادی برخورد می‌کند. با استفاده از حلگر Explicit آباکوس مسئله را مورد تحلیل اجزای محدود قرار داده و کانتور تنش و نمودار سرعت زمان برای جسم را استخراج نمایید.
- ◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – مهندسی خودرو – مهندسی عمران – مهندسی صنایع
- ◄ اطلاعات بیشتر: Simuleon.com
حل مسئله آنالیز برخورد در Abaqus توسط حلگر Explicit
مطابق روند حل مسائل پیشین در Abaqus، کار را با ایجاد مدل هندسی در محیط Part آغاز کنید. برای این منظور، مکعب مربعی از نوع شکل پذیر و با طول 120mm (طول، عرض و ارتفاع) و مکعب مستطیلی تو خالی (قوطی) از نوع Shell, Extrude با ابعادی مطابق شکل زیر تعریف نمایید.
سپس وارد محیط Property شوید و بر اساس صورت مسئله به تعریف دو ماده (فولاد و آلومینیوم) با خواص مکانیکی زیر بپردازید:
فولاد: مدول یانگ 210GPa، نسبت پواسون 0.3 و چگالی 7800Kg/m^3
آلومینیوم: مدول یانگ 70GPa، نسبت پواسون 0.3 و چگالی 2500Kg/m^3
همچنین خواص پلاستیک آلومینیوم را مانند شکل زیر در نظر بگیرید.
در ادامه، مقطعی از نوع Solid همگن با ماده فولاد و Shell همگن با ماده آلومینیوم و ضخامت 1.2 میلیمتر ایجاد کرده و به ترتیب به مکعب و قوطی اختصاص دهید. پس از تعریف ماده و سطح مقطع، به محیط Assembly رفته و هر دو قطعه را بر اساس تصاویر زیر در محل مناسب، مونتاژ نمایید.
با توجه به صورت مسئله، در محیط Step به تعریف یک حلگر از نوع Dynamic, Explicit با بازه زمانی 0.02 واحد اقدام کنید. سایر پیش فرض‌های موجود را بپذیرید و بدون ایجاد تغییر به محیط Interaction وارد شوید. یکی از نکات جالب و بسیار کاربردی Abaqus توانایی تشخیص برخورد در حین حل است. برای این منظور کافیست یک تماس از نوع General Contact تعریف کنید تا در صورت وقوع تماس و برخورد پیش‌بینی نشده در فرآیند حل، آباکوس به ایجاد این رفتار تماسی پرداخته و آن را وارد پروسه حل کند. برای این منظور، مطابق تصویر زیر عمل کنید.
در ادامه، به ماژول Load رفته و انتهای قوطی آلومینیومی را در تمامی جهات مقید کنید.
سپس، با استفاده از گزینه Predefined Load، سرعتی معادل 25000mm/s را برای مکعب فولادی تعریف کنید.
در گام آخر از روند مدل‌سازی مسئله برخورد در آباکوس، به ماژول Mesh رفته و شبکه اجزای محدودی با اندازه مناسب بر روی مکعب و قوطی ایجاد کنید. با اتمام این مرحله همه چیز برای یک تحلیل برخورد در Abaqus آماده است. کافیست تا مدل را برای حل به ماژول Job ارسال کنید. انیمیشن زیر کانتور تنش را در حین برخورد نشان می دهد.
تمرین : نمودار سرعت – زمان را برای یک نقطه از پیشانی مکعب فولادی ترسیم کرده و بر روی ساختار آن بحث کنید.
منبع : آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک
سلام
برای این که سرعت انالیزم زیاد بشه دارم یک تحلیل استاتیکی رو با داینامیک اکسپلیسیت مدل می کنم.
روند کارم هم به این صورت بود که:
1- استپ رو از استاتیک جنرال به داینامیک اکسپلیسیت تغییر دادم (replace)
2- در ماژول mesh در قسمت assign section type تیک اکسپلیسیت رو زدم.
3- در قسمت بارکذاری از امپلیتیود smooth step استفاده کردم
4- سطوحم را در تعریف اینتراکشن ها اصلاح کردم (طوری که دیگر سطوح ناپیوسته نداشته باشم)
5- چگالی رو به مشخصات مصالحم اضافه کردم (7.85e-9 N/mm^2)
با این حال باز هم نتایجی که می گیرم رضایت بخش نیست. انرژی جنبشیم در ابتدا یه خیز بزرگ بر میدارد و انرژی کلم هم همین طور از صفر به یک مقدار خیلی بزرگ می رسد و بعد تقریبا در همان محدوده تا آخر انالیز باقی می ماند. تغییر شکل مدلم هم چندان جالب نیست.
ممنون میشم راهنمایی بفرماید
بدون دیدن مسئله نظری ندارم
پیشنهاد میکنم مفاهیم مربوط به هر کدام از حلگرها (اینجا)، معیار حل پایدار در حلگر Explicit، مفهوم hourglass (اینجا)، مرتبه المان (اینجا و اینجا)، استفاده از mass scale را بدقت مطالعه کنید
سلام
یک سوال دیگر هم داشتم
این که در تعریف مشخصات پلاستیک مصالح کمباین رو بزنیم یا ایزوتروپیک چه تاثیری در جواب ها خواهد داشت؟
علی الخصوص در انالیز اکسپلیسیت
تعریف رفتار ماده به نوع آنالیز ربطی نداره
بکمک حالت combine میتونید رفتار cyclic ماده را تعریف کنید
وقتی حالت کمباین رو به ایزوتروپیک تغییر دادم نتایج خیلی بهتر شد
الان یه سوال دیگر دارم: برای این که فرکانس مدلم رو بالا ببرم چی کار می تونم بکنم؟
اگر منظور شما فرکانس طبیعیه این موضوع یه حوزه ارتعاشات مربوط میشه نه اجزای محدود و آباکوس
جواب را در تئوریهای ارتعاشات جستجو کنید
لطفا سؤالتون را در یک پست که به موضوع نزدیکه بپرسید
سلام
چرا امکان وارد کردن سرعت به صورت سرعت اولیه در قسمت predifined field وجود داره و امکان تعریف شتاب اولیه وجود نداره. اگر بخواهیم که پرتابه دارای شتاب اولیه هم باشه چگونه باید آنرا اعمال کنیم؟
سلام
میتونید براحتی یک step_0 (مثلا با مدت زمان 1 ثانیه) ایجاد کنید و با تعریف سرعت، به قطعه اجازه بدید که به شتاب مورد نظر برسه
در گام بعد، شما عملا قطعهای با مقدار شتاب مورد نظر خواهید داشت
با سلام و سپاس
من در تحلیلی مشابه میخوام یک ورق ساندویچی 3 لایه ( هر لایه با ضخامت 0.5 میل) رو طی فرایند Crash تحلیل کنم
ایا باید استوانه ام را 3تا shell مجزا شبیه سازی و tie کنم یا میشه 3تا solid با ضخامت 0.5 را مدل سازی کرد ؟؟
سلام
میتونید از Partition زدن استفاده کنید
موفق باشید . . .
فرمایش شما متین
partion زدن بهتر از tie کردن هست
مشکل من الان اینه وقتی استوانه را shell مدل می کنم ( حالا چه با اعمال سرعت یا اعمال نیروی متمرکز بر روی crasher ، یا اعمال خواص بلاستیکی joho-cook و یا تنش تسلیم و کرنش و اعمال تمامی تماس های لوله و crsher و . . . ) به جواب میرسم
ولی وقتی استوانه از shell به solid تغییر پیدا میکنه تمامی شرایط گفته شده جوابگو نیست
مساله بدون خطا حل میشه ولی هیچگونه crash رخ نمیده
ممنون میشم یه راهنمایی و سر نخ کوچک بفرمایید
بدون دیدن مسئله نمیشه نظر دقیقی داد
شرمندم بازم سوال میکنم
میدونم خودتون درگیر کاراتون هستین و همین که این سایتو مدیریت میکنن کمک خیلی بزرگیه به دانشجو های از همه جا تحریم شده ایرانی مخصوصا مکانیک بنده خودم دانشجو اصفهانم
بعنوان سوال اخر:
اگر شما بخواین بجای shell استوانه solid شبیه سازی کنین کدوم ماژول ها رو توی همین مثال تغییر میدید؟
فقط مدل هندسی و سطح مقطع فرق میکنه؛ بقیه مراحل مشابه همین مثاله
سلام و خسته نباشید
برای تحلیل سیکلیک نمیتونیم از ایزوتروپیک استفاده کنیم؟
حتما باید کمبایند استفاده بشه؟
با تشکر
سلام
در خصوص اعمال بارگذاری سیکلی در آباکوس به پست مربوطه مراجعه کنید (اینجا)
حالت Combined به شکل تخصصی به این موضوع اختصاص داره
در بارگذاریهای سیکلی پدیده های خاصی مثل Ratcheting یا Shake Down وجود داره که این پدیده ها را نمیتونید با حالت ایزوتروپیک مدل کنید
استاد سلام مجدد.
با عرض معذرت من نمیدونم چرا کلا تو مدل سازی برخورد مشکل دلرم. هر کاری میکنم مثل شما نمیشه.
آیا امکان قرار دادن فایل کامل تمرین ها روی سایت هست تا با دانلودشون مقایسه کنیم ببینم کجا مشکل داریم.
آیا تغییرات خاصی در مش مد نظر می باشد که باید element type عوض شود؟
دوست عزیز هر چیزی که لازم بوده شرح داده شده؛ چیز اضافه ای وجود نداره
نیازی به فایل کامل تمرین نمیبینم
سلام
من واترجت را با متد sph شبیه سازی کردم و در inpفایل المان ها را حذف کردم و nodeهایی که mass کرده بودم باید به جسم solid با ضخامت 10 میلیمتر برخورد کنه…مشکلم اینجاست که نمیشه سطحی تعریف کرد که وقتی ذرات به جسم solid برخورد میکنه المانهای داخل جسم مثل المانهای سطحی حذف بشه و المانهای سطح حذف میشه و ذرات بعد برخورد از داخل جسم بدون هیچ تغییری در داخل جسم عبور میکنه.درحالی باید بعد نفوذ کامل ذرات پخش بشن….
من در تعریف surface جسم را انتخاب میکنم 6 عدد سطح s1 تا s6 در اینپود فایل میاد…
با تشکر
سلام
نظری ندارم متأسفانه چون اصلاً درک درستی از مسئله ندارم
سلام.
فقط یه سوال استاد
من سطحی از surface تعریف میکنم به solid که قراره جسمی بهش برخورد کند….درcaeیا inp فایل چه دستوری وارد کنم تا تمام المانهای سطح و داخل جسم در یک برخورد تحت تاثیر قرار گیرد و حذف شود.
المانهای سطح در این برخورد حذف میشود ولی داخل سطح جسم نمیشود.باتشکر
سلام
در خصوص حذف المان در حین برخورد یک آموزش تخصصی در سایت هست
با همین اسم جستجو و مطالعه کنید
سلام و عرض ادب
جناب اون قسمت از ویژگی های تماس که نوشتین مطابق مثال گذشته میشه توضیخ بدین من هر تعریفی که کردم جواب نداد .
سلام
نکته خاصی نداره؛ یک رفتار مماسی و عمودی تعریف کنید
مثال برخورد در سایت زیاده، الگو بگیرید
سلام و خسته نباشید من تحلیل برخورد خودرد رو با سرعت ۱۵ متر بر ثانیه و انجام دادم و الان که شتاب رو مورد بررسی میخواهم قرار بدم مقدارش فوق العاده بالا هست مثلا ۳ e9 میخواستم ببینم به چه صورتی این شتاب اصلا اباکوس میتونه شتاب دقیق بده ؟
سلام
واحدهای بارگذاری و متریال و . .. را بررسی کنید که اشتباهی رخ نداده باشه
آباکوس مشکل نداره به شرطی که کاربر ورودی درست وارد کنه
سلام جناب مهندس.خسته نباشید.مقدار بازه ی زمانی تو حلگر دینامیک اکسپلیسیت بر چه اساسی قرار داده میشه؟من برای صحت سنجی باید از این حلگر استفاده کنم ولی نمیدونم چه مقداری باید باشه؟
سلام
زمان در حلگر explicit معنای واقعی پیدا میکنه
باید برابر با تایم واقعی فرایند در نظر بگیرید (چیزی که در عمل و فیزیک مسئله وجود داره)
تشکر
با سلام و خسته نباشید
تو ازمون ضربه یه شاسی خودرو ی کارتینگ باید وزن راننده و موتور و نیروی وارد به شاسی از طرف فنر ها رو هم در نظر بگیرم ؟؟
سلام
اطلاعی ندارم
سلام چجوری می تونم مقادیر تنش یا کرنش پلاستیک (yield stress) و plastic strain رو برای فلزات مختلف پیدا کنم و اینکه اگر بر فرض مثال یه کاتر بخواد از روی جسمی به طول 4 سانت در زمان 0.1 ثانیه براده برداره من اگر سرعت حرکت رو 0.02 متر بر ثانیه بزارم این کاتر به انتها نمیرسه میخواستم بدونم وقتی اباکوس میاد increment میسازه تو حل و زمان رو ریز میکنه من باید سرعتم چقد باشه تا این طول طی بشه
سلام
* کافیه یک سرچ در اینترنت داشته باشید، برای مواد پرکاربرد هر اطلاعاتی نیاز دارید در دسترسه
** طبیعیه، وقتی استپ شما Explicit باشه زمان مفهوم واقعی خودش را پیدا میکنه؛ قطعه با سرعت 0.02 متر بر ثانیه در زمان 0.1 ثانیه فقط 2 میلی متر پیشروی داره
اگر سرعت را همین 0.02 متر بر ثانیه لحاظ کنید باید تایم را به 20 ثانیه افزایش بدید (فرض من اینه که حلگر شما Explicit باشه)
سلام خسته نباشید مهندس. در تحلیل explicit یک قطعه سنبه و ماریس، مش های سنبه و ماتریس داخل همدیگه تداخل داره. مش هارو هم ریز کردم ولی تاثیری نداشت. دلیل این تداخل مش ها چیه؟
سلام
سایز مشهای قطعه master باید درشت تر از slave باشه
سلام و خسته نباشید
لطفا آموزشی در مورد بررسی ارتعاشات صفحه گرافن متخلخل نیز قرار دهید.
تشکر