کاربرد Predefined Field در آباکوس

شاید شما نیز با مسائلی مواجه شده باشید که در آن پیش از شروع تحلیل، باید اثر میدان دمایی یا تنش اعمال شده در مراحل پیشین به قطعه مورد نظر را در نظر بگیرید؛ و یا قصد تحلیل برخورد میان یک قطعه با سرعت اولیه مشخص با یک هدف ثابت یا متحرک را داشته باشید. آنچه که در تمامی مثال‎های فوق اهمیت ویژه‎ای می‎یابد اعمال یک میدان مشخص از سرعت، تنش و یا دما در قالب بارگذاری اولیه به جسم مورد نظر است. با توجه به گستردگی کاربرد این موضوع تصمیم گرفتیم نحوه اعمال Predefined Field در آباکوس (بارگذاری میدان اولیه) را به شما عزیزان آموزش دهیم. با ما در این آموزش آباکوس همراه باشید.

Predefined Field چیست؟

در یک نگاه کلی می‎توان Predefined Field را میدان‎های وابسته به زمان و مستقل از حل دانست که در محدوده خاصی از مدل هندسی اعمال می‎شوند. شاید بتوان میدان‎های دمایی را از شناخته‎شده‎ترین موارد Predefined Field به شمار آورد که بسیار مورد توجه محافل علمی و صنعتی بوده است. اما در این مسیر نیز همچون گذشته، آباکوس امکانات قابل قبولی برای محققین فراهم کرده و در اختیار آن‎ها قرار داده است. در ادامه این آموزش آباکوس، نحوه اعمال بارهای میدانی اولیه به یک قطعه برای تحلیل را فرا خواهیم گرفت.

نحوه اعمال Predefined Field در آباکوس

فرض کنید مسئله‎ای را در آباکوس مورد تحلیل قرار داده‎اید و خروجی‎های متداول تنش و یا میدان دمایی مسئله را استخراج کرده‎اید. حال قصد دارید در یک مسئله جداگانه اثر میدان‎های ایجاد شده در پایان تحلیل پیشین را در قالب یک میدان اولیه برای قطعه در نظر گرفته و مسئله جدید را حل نمایید. دما، متغیرهای میدانی، تانسور تنش معادل و نرخ تبادل جرم از جمله متغیرهای وابسته به زمان پرکاربرد و رایج (مستقل از حل) هستند که قادر خواهید بود در نرم‎افزار آباکوس به قطعه اعمال کنید.

برای اعمال Predefined Field در آباکوس کافیست بر روی آیکون نشان داده شده در تصویر زیر کلیک کرده و یا از مسیر Predefined Field → Create در منوی اصلی ماژول Load اقدام نمایید.

با کلیک بر آیکون فوق، پنجره اعمال Predefined Field آباکوس در اختیار شما خواهد بود. فکر می‎کنم با توجه به توضیحات فوق شما همراهان گرامی نیز حدس زده باشید که متغیرهای میدانی اولیه در گام Initial در اختیار شما قرار خواهد گرفت (ماهیت این نوع از بار، اعمال به صورت شرایط اولیه است).

مشاهده می‎کنید که در حالت Initial گزینه‎های متنوعی پیش روی شما قرار دارد ولی با انتخاب گام ثانویه، عملا تنها قادر به تعریف میدان دمایی به‎صورت Predefined Field خواهید بود.

همانطور که پیشتر نیز عنوان کردیم، آباکوس به شما اجازه می‎دهد تا به دو شکل میدان حاصل از تحلیل پیشین را به‎عنوان شرایط اولیه شروع حل در تحلیل جدید در نظر بگیرید؛ در روش اول می‎توانید مقادیر مورد نظرتان را به شکل دستی در آباکوس وارد کنید و در روش دوم که بسیار حرفه‎ای تر است، قادر خواهید بود فایل خروجی تحلیل قبل را در قالب Predefined Field به آباکوس معرفی کنید. به‎عنوان مثال فرض کنید قصد داریم تا میدان تنش ایجاد شده از تحلیل پیشین را به قطعه مورد نظر اعمال کنیم. مطابق شکل زیر در روش اول قادر خواهید بود تا مؤلفه‎های تانسور تنش را به شکل دستی وارد نمایید.

در روش دوم از اعمال Predefined Field در آباکوس، می‎توانید تعیین کنید نرم‎افزار به شکل اتوماتیک داده مورد نظر را از فایل خروجی تحلیل پیشین بخواند و به محل مورد نظر اعمال کند.

چنانچه قصد دارید تمامی متغیرهای حل پیشین را به‎عنوان شرایط اولیه به مسئله جدید اعمال کنید کافیست بر روی گزینه Initial State کلیک کرده و در پنجره باز شده، فایل خروجی تحلیل قبل را به آباکوس معرفی نمایید.

شاید یکی از بهترین و معروفترین مسائل صنعتی که به کمک این روش قادر به مدل‌سازی آن هستید بحث اعمال تنش پسماند فشاری از طریق روش ساچمه‎زنی است. در این روش با پرتاب ساچمه بر روی قطعه و اعمال تنش فشاری اولیه محبوس در نمونه مورد نظر قادر خواهید بود تا عمر خستگی به مراتب بالاتری را تحت بارگذاری سیکلی برای قطعه مذکور ایجاد نمایید. در واقع بخشی از تنش کششی اعمال شده بر قطعه (که در بارگذاری سیکلی سبب رشد ترک و آسیب قطعه می‎شود) عملا صرف آزاد کردن این تنش‎های فشاری شده و از این طریق عمر قطعه افزایش می‎یابد.

اما با هدف تثبیت این آموزش آباکوس به شما توصیه می‎کنم مثال‎های آموزشی زیر را از دست ندهید :

• آنالیز کوپل حرارتی – مکانیکی: تحلیل فرآیند اکستروژن در آباکوس
• تحلیل انتقال حرارت قوری چای با آباکوس
• تحلیل برخورد توپ با صفحه – تکنیک حذف المان در آباکوس

منبع: مرجع آموزش نرم‌افزارهای مکانیک