بدون شک آباکوس را باید از جمله نرم‌افزارهای اجزا محدود با دامنه کاربرد وسیع و گسترده در تمامی علوم مهندسی دانست. پیش از این و در بخش مثال‌های کاربردی آموزش Abaqus کاربرد این نرم‌افزار را در علوم مکانیک و مواد دیده‌اید. تحلیل سازه‌های مهندسی نظیر پل، خرپا و ستون‌ها از مباحث مورد علاقه مهندسین عمران و مکانیک به شمار می رود. از این‌رو قصد داریم تا شما عزیزان را با یافتن فرکانس طبیعی یک پل بوسیله نرم افزار Abaqus آشنا کنیم. برای جلوگیری از اتلاف وقت در مدلسازی هندسه مسئله، فایل cae مدل را دانلود کرده و در نرم‌افزار آباکوس، import کنید. با ما در آموزش نحوه “استخراج فرکانس طبیعی یک پل در آباکوس” همراه باشید.
صورت مسئله استخراج فرکانس طبیعی یک پل در آباکوس
پل نشان داده شده در شکل زیر را در نظر بگیرید. با استفاده از تحلیل فرکانسی (Frequency Analysis) در نرم‌افزار آباکوس، فرکانسهای طبیعی سازه را استخراج کنید.
- ◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – مهندسی عمران
- ◄ اطلاعات بیشتر در: www.Simuleon.com
حل مسئله تحلیل ارتعاشات و استخراج فرکانس طبیعی یک پل در ABAQUS
همانطور که در شکل فوق نیز مشاهده میکنید، سازه از دو بخش اصلی (بدنه و پایه‌ها) تشکیل شده است. برای ایجاد بدنه پل از مدل سه‌بعدی Shell, Extrude و برای پایه‌ها از ترکیب نقاط و ابزار Wire استفاده کنید. جهت تسریع در روند مدلسازی، فایل cae مربوط به این سازه را برای شما همراهان گرامی آماده کرده‌ایم. با دانلود و Import فایل در نرم افزار آباکوس مراحل حل را مطابق توضیحات زیر دنبال کنید.
به ماژول Property بروید و بر روی آیکون Create material کلیک کنید. سپس خواص مکانیکی فولاد را مطابق داده‌های زیر وارد نمایید.
مدول یانگ 210GPa ، نسبت پواسون 0.3 و چگالی 8000Kg/m^3
نقاط ناحیه پلاستیک : (300MPa, 0) و (330MPa, 0.3)
در ادامه، سطح مقطعی از نوع Shell با ضخامت 0.2 برای سازه اصلی تعریف نمایید.
با هدف ایجاد سطح مقطع مناسب در پایه‌های پل، بر روی گزینه Create profile کلیک کرده و مقطعی از نوع دایره‌ای با شعاع 0.2 را تعریف کنید.
سپس، سطح مقطعی از نوع Beam ایجاد کرده و جهت (0,0,-1) را به آن اختصاص دهید. در ادامه، سطح مقطع Shell را به سازه و Beam را به پایه‌ها اختصاص دهید.
با اتمام روند در محیط Property، سازه را در ماژول Assembly مونتاژ کنید. اگر مثال‌های آموزشی پیشین در سایت umec.ir را دنبال کرده باشید، دریافته‌اید که برای تحلیل‌های فرکانس طبیعی در نرم‌افزار آباکوس، به حلگر frequency نیاز داریم. لذا در ماژول Step تحلیل frequency با مقدار ویژه 10 را مطابق تصاویر زیر تعریف کنید.
در آخرین گام از مدلسازی پل در نرم‌افزار Abaqus به محیط Mesh رفته و شبکه اجزا محدودی با اندازه المان 1 واحد بر روی سازه ایجاد نمایید.
تصویر متحرک زیر، ده فرکانس ارتعاشی این پل را نشان می دهد.
تجربیات خود از مدلسازی و تحلیل این مسئله را با ما در میان بگذارید.
منبع : آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک
با سلام
لطفا در مورد یافتن فرکانس های طبیعی یک سازه با در نظر گرفتن residual modes راهنمایی بفرمایید.
سلام
ابتدا باید یک step از نوع static, linear perturbation تعریف کنید و بعد یک step فرکانسی مثل بالا در نظر بگیرید
تیک مربوط به Include Residual Modes را هم در همین step فعال کنید
سلام، وقت بخیر
اگر بخواهیم برای یک حل کوپل دما سازه در حالت steady state، فرکانس های طبیعی سیستم را بدست بیاریم از چه روشی باید استفاده بشه؟ در واقع من نمیدونم در استپ linear perturbation… frequency چطور باید شرط مرزی حرارتی را اعمال کنم.
سلام
دو استپ متوالی تعریف کنید؛ قاعدتاً در استپ اول یکسری شرایط مرزی مکانیکال دارید؛ نیازی به تغییر در استپ دوم (فرکانس) نیست
لطف کنید یکبار سؤالتون را مطرح کنید
با سلام و عرض ادب
نحوه بدست آوردن ضرایب میرایی آلفا و بتا بعد از تحلیل فرکانسی چگونه است؟
باتشکر
سلام
بررسی نداشته ام
سلام
وقت بخیر
من قصد تحلیل دینامیکی + تحلیل فرکانسی سازه ای رو دارم، میخواستم بدونم تنها تفاوت با این پست اینه که تحلیل دینامیکی رو انتخاب کنم یا تفاوت های دیگه هم داره؟
ممنون…
سلام
شما دو استپ نیاز دارید
ابتدا تحلیل دینامیکی و بعد تحلیل فرکانسی
با سلام خدمت استاد گرامی
برای تحلیل مودال فقط استپ frequency کافی است یا اینکه باید قبل از آن استپ static general را تعریف کرد و در استپ دوم frequency را تعریف کرد
حقیقتش من در یک فیلم آموزشی برای تحلیل مودال این روش را دیدم ولی توضیحی در این مورد که چرا استاتیک جنرال را هم تعریف کرده نداده بود
ممنون میشم راهنمایی بفرمایید که در چه زمانی استاتیک جنرال را به همراه فرکانسی برای تحلیل فرکانس طبیعی استفاده میکنیم
سلام
اگر بارگذاری خاصی ندارید همون استپ Frequency کافیه ولی گاهی اوقات باید فرکانس قطعه در شرایط خاص استخراج بشه
مثلاً قطعه در یک دمای خاص کار میکنه یا یک نیروی خاص بهش وارد میشه و . . .
در این حالت اول باید شما تحلیل اصلی را انجام بدهید و بعد فرکانس شرایط مدنظرتون را استخراج کنید
سلام
ممنون از پاسختون، ولی در شرایط خاص که فرمودید باز هم فرکانس طبیعی بدست می آید یا نه تحت این شرایط فرکانس اجباری میباشد؟؟
فرکانس طبیعی بدون حضور هر بار خارجی محاسبه میشه
طبیعتا در حالتی که شما بارگذاری خارجی داشته باشید فرکانس از نوع اجباری خواهد بود
با سلام مجدد و با عرض پوزش
من مدت زیادی است که تحلیل frequency را روی انواع مخزن انجام داده ام ولی باید نمودار فرکانس بر حسب n که تعداد موج محیطی یا circumferential wave number است را رسم کنم ولی در قسمت نتایج فقط نمودار فرکانس بر حسب شماره مود وجود دارد که نموداری صعودی است ولی طبق مقالات نمودار فرکانس بر حسب n ابتدا نزولی و بعد صعودی میباشد، با توجه به اینکه طبق تئوری n و m مربوط به شرایط مرزی هستند ولی در قسمت boundary condition کاری نمیتوان کرد،در مقالات از عنوان مود(m, n) استفاده میشود و در تمام آنها این نمودار رسم شده است ولی من شیوه کار را نمیدانم. لطفا راهنمایی کنید
من در این موضوع خاص بررسی نداشته ام
ولی میتونید با کلیدواژه Cyclic Symmetry در آباکوس سرچ کنید؛ مشابه همین حالته ظاهراً
در اون قسمت میتونید تعداد حالتهای تقارن را ورودی بدهید و فرکانسهای طبیعی را استخراج کنید
مطمئن نیستم که این دو مورد مشابه باشند ولی بررسی این موضوع ضرر نداره
با عرض سلام و خسته نباشید، سوالی که داشتم اینه که در تحلیل فرکانسی در ماژول load در بخش boundary condition سازه از لحاظ آزادی حرکتی باید در چه وضعیتی باشد؟ منظورم این هست که آیا باید جابجایی سازه در تمام جهات محدود شود؟ یا بسته به تحیلیل دینامیکی که بعدا بر روی سازه انجام خواهم داد جهت باید حرکت سازه در تحلیل فرکانسی را محدود کرد؟ (در مدل با بارگذاری دینامیکی سازه من در جهت x فقط مجاز به جابجایی میباشد در تحلیل فرکانسی هم آیا باید جابجایی در جهت x را آزاد بگذارم؟). خیلی ممنون
سلام
شرایط مرزی بستگی به نوع مسئله شما داره و ثابت نیست
همونطور که خودتون هم اشاره کردید باید با شرایط مرزی مسئله دینامیکیتون سازگاری داشته باشه
با سلام
1- برای انالیز مودال یک پمپ که حرکت چرخشی دارد دو استپ نیاز هست؟
2- فرکانس طبیعی که در شرایط بی باری بدست میاد! اگر در یک استپ دینامیکی یک سرعت زاویه ای به محور پمپ اعمال بکنم و بعد انالیز فرکانسی انجام بدهم فرکانسی که بدست میاد همون پاسخ سیستم به سرعت زاویه ای اعمالی به شفت هست؟!؟
ممنون میشم کمک کنید یکم گیج شدم
سلام
1- اینکه چند استپ نیاز باشه بستگی به شما داره؛ ممکنه در یک استپ سرعت بیش از حد مجاز اعمال کنید، در استپ دوم سرعت را به محدوده کاری برسونید، در استپ سوم فشار روی سطح اعمال کنید؛ در استپ چهارم تحلیل مودال
چیزی که واضحه اگر شما یک جسم دوار را تحلیل میکنید قطعا بیش از یک استپ فرکانس تنها نیاز خواهید داشت
2-بله؛ حالت بدون بار free vibration و حالت اعمال بار forced vibration خواهد بود
با سلام خیلی ممنون از وقتی که میگذارید
من الان توی مدل سازی شرایط بلبرینگ برای انالیز مودال به مشکل برخوردم. لطفا راهنمایی کنید
1- برای مدل کردن بلبرینگ به صورت فنر-دمپر و تعریف ضرائب سختی و دمپینگ بلبرینگ ظاهرا باید از کانکتورها استفاده کنم. الان من نمیدونم از کدام کانکشن تایپ استفاده کنم. تا حالا با کانیتورها کار نکردم. مطمئنا باید یک سر کانکتور به زمین بهشه!! درسته؟؟ لطفا راهنمایی کنید چه connector استفاده کنم.
2- بعد از تعریف کانکتور ایا باید توی ماژول load شرایط مرزی rotation هم بگذارم؟؟
2- ظاهرا مدل کردن بلبرینگ در انسیس خیلی راحت است ولی نمیدونم که ایا با انسیس هم میشه مثل اباکوس با اسکریپت نویسی parametric study انجام داد، مثلا اندازه ابعاد هندسی مدل را تغییر داد و اثرات را بررسی کرد.؟
سلام
میتونید documentation را مطالعه کنید؛ جواب سؤالهاتون را خواهید گرفت
بنده به انسیس مسلط نیستم
سلام خسته نباشید
من میخوام نمودار تتا بر حسب زمان برای تحلیل فرکانس برخورد دندانه های چرخدنده رو رسم کنم ممنون میشم اگه راهنمایم کنید که استپم را چه چیزی انتخاب کنم.
سلام
میتونید از طریق یک اسکریپت پایتون خروجی دلخواهتون را از نرم افزار بگیرید
سلام وقت به خیر
خسته نباشید
ببخشید بنده یک سوال داشتم تحلیل بنده مشابه مسئله شما یک پل می باشد با این تفاوت که تقریبا از 30 المان shell تشکیل شده که همه با دستور merge در محیط اسمبل آباکوس به هم متصل شده اند اما بعد از انجام تحلیل ارتعاشاتی بعضی از بخش های سازه (المان ها) در تمام شکل های مد صفر است. به نظرتون دلیل صفر بودن بعضی المان ها چیست؟؟؟؟
تشکر
سلام
بدون دیدن مدل و اطلاع از جزئیات مدلسازی نمیشه نظری داد
با عرض سلام و خسته نباشید، سوالی که داشتم اینه که چطور می تونم یک نیرو مثلا نیروی فشاری رو به سازه اعمال کنم و تحلیل ارتعاشات بگیرم
سلام
باید دو استپ مجزا تعریف کنید
در استپ اولیه بار را به سازه اعمال کنید و در استپ دوم تحلیل فرکانس
سلام بسیار ممنون بابت وقتی که برای پاسخگویی برای سوالات می گذارید….
مطابق روش شما بنده نیرو فشاری بر استپ static اعمال کرده و سپس استپ frequency اضافه کردم
انگار به شکل جداگانه هر کدام را حل کرده و در قسمت نتایج step/frame هر دو استپ وجود دارند که نتایج به شکل جداگانه تقسیم بندی شده
آیا باید کاری برای کوپل کردن دو استپ انجام بدهم؟؟؟
تشکر
شما به فرکانس سازه پس از اعمال بار نیاز دارید
در استپ اول هم بار اعمال شده و در استپ دوم فرکانس سازه با وجود بار بدست اومده
نتیجه نهایی فرکانس سازه پس از اعمال بار خواهد بود
کوپل و . . . نیاز نداره
با سلام و احترام
سوالی داشتم از خدمتتون که چرا یک سری از فرکانس های طبیعی نزدیک به صفر می شود؟ مثالا در یک مسله با شرط مرزی آزاد ازاد در ۱۰ فرکانس علاوه بر اینکه چندتای اولی صفر است اما مقادیر بقیه نیز نزدیک به صفر است و عدد ما نزدیک به مقدار های ازمایشگاهی نمی شود؟
سلام
اگر شرایط مرزی شما آزاد باشه، شش درجه آزادی خواهید داشت که در این شش درجه عملاً هیچ قیدی روی سازه وجود نداره
در نتیجه برای حالت آزاد، 6 فرکانس طبیعی اول تقریبا صفر خواهد بود
عملا فرکانس 7 برابر با اولین فرکانس شماست
سلام بر شما استاد گرامی و
متشکرم از اینکه انقدر کامل و واضح توضیح میدید !
یه سوال دارم اگر دو استپ متوالی در سازه تعریف کنیم مثلا gravity و frequency که به ترتیب اول اثر وزن و سپس تحلیل فرکانسی انجام شود آیا در اباکوس اثر استپ اول در استپ دوم دیده میشود ؟؟؟؟؟
این طور که من بررسی کردم زمانی که من استپ اول را تعریف کنم بعد استپ دوم با حالتی که فقط استپ دوم یعنی فرکانس رو تعریف کردم تغییری در فرکانس های طبیعی بدست آمده از سازه ندیدم میشه راهنمایی کنید !
بعضی دوستان میگفتن که اباکوس اثر دو تحلیل را باهم نمیبیند و هر کدام را جدا تحلیل میکند و مرا به روش کوپل کردن در انسیس سوق دادند.
سلام
بله، اثر تحلیل اول روی تحلیل‌های بعد اعمال خواهد شد
باسلام و خسته نباشید
میخواهم تحلیل دما-مودال انجام دهم. ابتدا یک تحلیل حرارتی و سپس تحلیل مودال. لطفا راهنمایی کنید
برداشت بنده از مطالب شما این است که دو استپ تعریف شود یکی برای تحلیل حرارتی و دیگری مودال. صحیح است؟
سلام
بله
با سلام
در انالیز طراحی ترانسدیوسر در قسمت data checkبا این error ها مواجه میشم .
The volume of 4 elements is zero, small, or negative. Check coordinates or node numbering, or modify the mesh seed. In the case of a tetrahedron this error may indicate that all nodes are located very nearly in a plane. The elements have been identified in element set ErrElemVolSmallNegZero.
THE ELECTRIC POTENTIAL WILL NOT BE CONSTRAINED FOR CONTACT PAIR (General_Contact_Faces, General_Contact_Faces).
There is zero CHARGE everywhere in the model based on the default criterion. please check the value of the average CHARGE during the current iteration to verify that the CHARGE is small enough to be treated as zero. if not, please use the solution controls to reset the criterion for zero CHARGE
لطفا در صورت امکان برای حل اینها error ها راهنمایی بفرمایید . با تشکر
سلام
مجددا مشزنی کنید با پارامترهای مناسب تر
با سلام
قطعه استوانه ای تو خالی طراحی شده و فرکانس های ان هم به دست امده است اما مشکل این است که از این استوانه نمی توان plot (مسافت و جابه جایی ) گرفت . ایا راهی است که بتوانیم از استوانه توخالی بتوانplot گرفت .
با سلام و خسته نباشید
بنده برای یک قاب دو بعدی تحلیل فرکانسی انجام دادم با توجه به اینکه چگالی در property تعریف شده و جرم توسط نرم افزار محاسبه میشه اما فرکانس های بدست آمده خیلی بزرگتر از حد انتظاره. آیا لازم هست که mass رو به صورت مجزا برای قاب تعریف کنم یا خیر؟
سلام
خیر
نیازی نیست
سلام و وقت بخیر.
بنده میخوام یک قالب اکستروژن ساده را طوری طراحی کنم که دارای فرکانس طبیعی 20KHz بشه. چون قصد دارم با اعمال امواج فراصوت به کمک یک مبدل فراصوت (با فرکانس پایه 20KHz) روی قالب به پدیده رزونانس در قالب دست پیدا کنم.
خودم فکر میکنم باید جنس یا هندسه قالب را به صورت رندوم تغییر بدم و فرکانس های طبیعیش را در آباکوس پیدا کنم و به عدد دلخواه برسم.
میشه راهنمایی کنید که راه بهتری هست یا خیر؟
باسلام. بنده میخوام روی یک قالب اکستروژن پلی اتیلن ارتعاشات فراصوت با فرکانس 20کیلو هرتز اعمال کنم طوری که به ماکزیمم دامنه ارتعاشی در قالب (رزونانس) برسم.
آیا برای این کار باید یکی از مودهای فرکانس طبیعی قالب 20کیلوهرتز باشه و مود چندم فرکانسی مناسب تر هست؟
و آیا باید با تغییر هندسه یا جنس قالب بصورت آزمون و خطا به فرکانس طبیعی مورد نظر برسم یا راه دیگه ای هست؟
ممنون میشم پاسخ بدید.
سلام
میتونید مسئله را پارامتری در نظر بگیرید و در یک حلقه به مقدار دلخواه برسید
اینکه فرکانس چندم نمیشه نظری داد، باید دید هدف طراحی شما چیه
منظورتون از پارامتری کردن مساله را متوجه نشدم؟
هدف این هست که در حین اکستروژن امواج فراصوت 20 کیلو هرتز به قالب اعمال بشه و در قالب ماکزیمم ارتعاشات بوجود بیاد(رزونانس) و تاثیر فراصوت روی حرکت مذاب پلی اتیلن و محصول نهایی اکسترودی در حالت بدون فراصوت، با فراصوت در حالت رزونانس و فراصوت بدون پدیده رزونانس با هم مقایسه بشه.
آنالیز مودال قالب را انجام دادم و شکل مودهای فرکانسهای طبیعی را بدست آوردم. حالا میخوام یک نیروی هارمونیک با فرکانس 20کیلو هرتز (موج فراصوت) روی قالب اعمال کنم و نتایج ارتعاش و جابجایی قالب را بررسی کنم ولی نمیدونم چطور بفهمم که در کدام شکل مود رزونانس شدیدتری ایجاد میشه؟
برای اینکه متوجه بشید در کدام شکل مود رزونانس شدیدتری ایجاد میشه میتونید یک پارامتر مثل جابجایی یک قسمت خاص یا بحرانی سازه را در نظر بگیرید
ممنون از پاسختون. سوال آخر
برای شبیه سازی فرآیند اکستروژن(فقط قسمت قالب) و اعمال فراصوت روی اون چه نرم افزاری را پیشنهاد میدید؟
سلام و خسته نباشید
لطفا آموزشی در مورد بررسی ارتعاشات صفحه گرافن متخلخل نیز قرار دهید.
تشکر