اهداف آموزش: در این آموزش شما با پدیده Hourglass در آباکوس، مود انرژی صفر در تحلیل اجزای محدود، شناخت مشکلات المانهای Reduced Integration و نهایتا راه غلبه بر مشکل Hourglass در آباکوس آشنا خواهید شد.
منشأ پیدایش پدیده Hourglass در آباکوس
در سلسله مباحث آموزشی پیشین با توانایی‌ها و نقاط ضعف المانهای Full integration به تفصیل آشنا شدید. آموختیم که اشکال عمده در این المانها پدیده قفل‌شدگی برشی در آباکوس (Shear Locking) تحت باگذاری خمشی است و برای رفع این مشکل استفاده از المان با نقاط انتگرال‌گیری کاهش یافته یا همان المانهای Reduced integration را پیشنهاد کردیم. اگر به خاطر داشته باشید، بحثی پیرامون مود انرژی صفر در این المانها داشتیم و سعی کردیم با ارائه یک شکل سرنخ بحث امروز را به شما یادآوری کنیم. در این آموزش، شما را با پدیده Hourglass یا ساعت شنی در اجزا محدود آشنا کنیم. با ما در این آموزش آباکوس همراه باشید.
پدیده ساعت شنی یا همان Hourglass در آباکوس چیست ؟
سرنخ‌های پدیده ساعت شنی در Abaqus را باید در بحث قفل شدگی برشی جستجو کرد. با هدف رفع این مشکل و بالا بردن دقت محاسبات اجزا محدود، المانهای Reduced به شکل گسترده‌ای در نرم‌افزارهای اجزا محدود بکار گرفته شده اند. المانهای مرتبه اول مکعبی از یک نقطه انتگرال‌گیری و المانهای مرتبه دوم مکعبی تنها از 8 نقطه انتگرال‌گیری بهره می‌برند در حالی که در حالت Full integration این اعداد به ترتیب 8 و 27 خواهد بود. المانهای مرتبه اول کاهش‌یافته از مشکلی اساسی در بخش محاسباتی رنج می‌برند که سبب می شود المان؛ نرمی بیش از حدی داشته باشد. این پدیده که Hourglass نامیده می شود باید تا حد امکان تحت کنترل درآید، درغیر این‌صورت نتایج حاصل از تحلیل به هیچ عنوان قابل استفاده نخواهد بود.
تصویر روبه‌رو تغییر شکل این دسته از المانها در اثر یک بار خمشی را نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که در این پروسه، خطوط نقطه‌چین و زاویه بین آن‌ها بدون تغییر باقی مانده و این نشان می‌دهد که تنش‌های نرمال و برشی در نقطه انتگرال‌گیری صفر بوده است و در اثر این تغییر شکل، هیچ‌گونه انرژی کرنشی بوجود نیامده است. این مود انرژی صفر در یک شبکه‌بندی درشت به خوبی خود را نشان می‌دهد و منجر به نتایج کاملا بی‌معنی می‌شود. بر اساس شکل‌های حاصل از تحلیل در حضور این پدیده، سازه انعطاف بیش از حدی دارد، بعبارت دیگر وجود المانهای با تغییر شکل بسیار زیاد و هندسه مشابه یک ساعت شنی، گویای وقوع پدیده مذکور در تحلیل است.
راهکار حل مشکل Hourglass در آباکوس
المانهای کاهش یافته مرتبه دوم نیز دارای مود Hourglass می‌باشند اما انتشار این مود در یک مش معمولی تقریبا غیر ممکن است و در صورتی که مش به اندازه کافی ریز باشد بندرت مشکل‌ساز می‌شود. از آن‌جایی که این دسته از المانها حتی در تنش‌های پیچیده قفل‌شدگی ندارند، بهترین انتخاب در اغلب مسایل مدلسازی تنش- تغییر‌مکان محسوب می‌شوند. البته تغییر شکل‌های بسیار زیاد از استثنائات این موضوع هستند. تصاویر زیر به شما در شناخت این پدیده کمک خواهد کرد.
سلام در فرآیند صفحه تراشی یا براده برداری اگر بخوایم پدیده hourglassing رو در نظر بگیریم به چه صورت هستش؟
سلام
تنظیمات مربوط به Hourglass Control در ماژول Mesh و در بخش Element Type قابل دسترسی است
سلام وقت بخیر
ضمن عرض تشکر از سایت خوبتون و همچنین از سریع پاسخ دادنتون، یه سوال داشتم
من در تحلیل یه قطعه کامپوزیتی(المان از نوع سالید C3D8R) در اتصال با صفحه آلومینیومی با استفاده از کد umat با این ارور مواجه میشم
11000element have been defined with zero hour glass stiffness. You may use *hourglass stiffness or change the element type. The elements have been identified in element set ErrElemZeroHourGlassStiffness
تو قسمت element type هم hourglass control تو هر دو حالت use default و sttifness ارور بالا رو میده.تو حالت enhanced هم ارور زیر رو میده.همین ارور رو واسه المان C3D8I یا C3D8 هم میده!!!!!
The executable C:\SIMULIA\Abaqus\6.11-1\exec\standard.exe aborted with system error code 5. Please check the .dat, .msg, and .sta files for error messages if the files exist. If there are no error messages and you cannot resolve the problem, please run the command “abaqus job=support information=support” to report and save your system information. Use the same command to run Abaqus that you used when the problem occurred. Please contact your local Abaqus support office and send them the input file, the file support.log which you just created, the executable name, and the error code.
مشکل از کجا میتونه باشه؟ممنون میشم راهنماییم کنین
سلام
معمولا این خطا در بکارگیری المانهای Reduced Integration ایجاد میشه و با تغییر المان خطا مرتفع خواهد شد
همینطور یکی از راهها تغییر حالت پیش فرض در Hourglass Control المان هست
اما اگر راه حلهایی که اشاره کردید منجر به حل مشکل نشده، به دنبال منشأ خطا در فایلهایی که اشاره شده باشید
سلام
من برای تحلیل یه صفحه از نوع هایپرالاستیک (کمانش و پس کمانش) به مشکلی برمیخورم که احتمال میدم بخاطر hourglass باشه ولی نوع المان من از نوع CPE6MH هستش که گزینه انتگرال کاهش یافته رو نداره
از طرفی توی Element Type هم چیزی به اسم hourglass control پیدا نکردم که بخوام حالت پیش فرض رو تغیر بدم
اگه ممکنه راهنماییم کنید
ممنون میشم
سلام
اگر تشخیص خودتون اینه و گزینه هم وجود نداره چه کمکی میتونم بکنم؟
سلام
بنده برای مدلسازی تلاطم سیال در مخزن از المان C3D8R برای سیال استفاده میکنم که در مثال بنچ مارک document هم از همین المان استفاده کرده اما باید از stiffness در قسمت hourglass control استفاده کنم و در این صورت نیاز به وارد کردن یک عدد در قسمت scaling factor: displacement hourglass می باشد، در هیچ جایی هیچ اشاره ای نکردند که این عدد را چگونه باید محاسبه کرد و فقط دلیل استفاده از آن را توضیح دادند، لطفا اگر شما نحوه ی بدست آوردن این عدد را مطلع هستید به بنده راهنمایی بقرمایید. پیشا پیش سپاسگزارم
سلام
بنده هم تجربه ای در این زمینه ندارم
سلام
در شبیه سازی اسپینینگ ورق در قسمت اخر شکل دهی چروکیده میشه
مشکل از کجاست ؟
چگونه میتونم حل کنم؟
احساس میکنم از همین hourglass یا المان تایپ باشد!
باتشکر
سلام
بدون دیدن مسئله و نتایج نمیتونم نظری بدم
با سلام
منطق این پدیده چی هست و چه تفاوتی بین کنترل این پدیده در stiffness & combined و سایر گزینه های ان دارد؟
سلام
منطق و دلایل وقوع در متن ذکر شده
برای درک تفاوت گزینه ها هم میتونید به documentation مراجعه کنید
سلام، پدیده قفل شدگی برشی و ساعت شنی فقط در المان های Continuum رخ میده؟
سلام
قفل شدگی برشی بله ولی ساعت شنی خیر
سلام، پدیده ساعت شنی در چه المان هایی رخ میده؟
سلام جناب مهندس … این ارور مربوط به پدیده ساعت شنی است ؟ نوع المان ها از نوع کوپل دمایی است و از روز ALE استفاده شده .. لطفا راهنماییم کنید ممنون
ONLY ENHANCED HOURGLASS IS ALLOWED FOR ELEMENT 16 INSTANCE BILLET-1 IN ADAPTVE DOMAIN
سلام
نوع المان را تغییر بدهید
شما ALE adaptive استفاده کرده اید و طبیعتا شکل المانها تغییر خواهد کرد؛ در نتیجه المانهای مورد استفاده باید hourglass را کنترل کنه
باسلام
ضمن تشکر از توضیحات خوب شما لطفا بفرمایید مرجع این توضیحات در مورد رفع مشکل پدیده شنی چیست؟ آیا از خود نرم افزار و توضیحات آن گرفته شده یا از مرجع دیگری است؟ ممنون میشم اگر زودتر جواب بنده رو بدید.
سلام
داکیومنتیشن