اتصالات در مکانیک به دو دسته دائم و جداشدنی تقسیم می شوند. بدون شک، جوش بعنوان یکی از اتصالات دائمی همواره مورد توجه محققین و صنعتگران بوده است به نحوی که بسیاری از خبرگان این حوزه، جوش را گلوگاه صنعت می نامند. تحلیل انتقال حرارت در پروسه جوشکاری نیز از موضوعات مورد علاقه پژوهشگران برای مدلسازی در نرم‌افزار آباکوس است. با توجه به اهمیت موضوع تصمیم گرفتیم تا آموزش مدلسازی فرآیند جوشکاری و آنالیز انتقال حرارت آن در آباکوس را برای شما عزیزان آماده کنیم. با ما در این آموزش همراه باشید.
تذکر: در تاریخ 4 خرداد 95 آوزشی تحت عنوان “مدلسازی و تحلیل جوش T شکل در آباکوس” در سایت قرار گرفت. در صورت علاقه به مبحث جوشکاری به هیچ عنوان آن آموزش کاربردی را از دست ندهید.
صورت مسئله مدلسازی و تحلیل انتقال حرارت در فرآیند جوشکاری توسط آباکوس
هدف از این آموزش پروژه محور، شبیه‌سازی انتقال حرارتی است که در منطقه خط جوش ایجاد می شود. قطعه مورد نظر برای این تحلیل؛ یک ورق مطابق شکل زیر است.
◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – مهندسی مواد (متالورژی) – مهندسی صنایع – مهندسی عمران
حل مسئله شبیه‌سازی و آنالیز انتقال حرارت در فرآیند جوشکاری توسط نرم‌افزار Abaqus
با توجه به ماهیت سه‌بعدی مسئله، از ماژول Part و با انتخاب حالت 3D، Deformable به ایجاد یک مکعب با ابعاد مشخص شده در شکل فوق بپردازید. حتما متوجه شده‌اید که مکعب زیر بیانگر دو قطعه پس از فرآیند جوشکاری است.
در ادامه و در محیط Property مطابق جدول زیر، خواص مکانیکی و حرارتی مورد نظر را وارد نمایید. بحث انتقال حرارت هدایت در طول پروسه جوشکاری، ضرورت تعریف ضریب Conductivity را در این ماژول نشان می دهد.
| Density | Specific Heat | Conductivity | Yield Stress | Poisson’s Ratio | Young’s Modulus |
| 7.8 g/cm^3 | 1 | 43 | 164 MPa | 0.3 | 200 GPa |
سپس مقطعی از نوع Solid را برای تحلیل انتخاب کرده و پس از تعریف، به مکعب مورد نظر اختصاص دهید.
پس از طی مراحل فوق، وارد ماژول Assembly شده و مکعب مورد نظر را در اصطلاح مونتاژ کنید. از آنجایی که برای تحلیل انتقال حرارت در نرم افزار Abaqus، به المان نیاز داریم، بر خلاف روند متداول تحلیل مسئله به ماژول Mesh رفته و شبکه ای با اندازه المان 5 را برای مکعب مورد نظر بکار می گیریم.
وجود المانهای گوناگون در بخش کتابخانه جهت تحلیل اجزای محدود مسائل گوناگون، از برجسته‌ترین نقاط قوت آباکوس به شمار می رود (خانواده المانها در آباکوس). بحث انتقال حرارت نیز از متداول‌ترین مباحث صنعتی به شمار می رود. از اینرو المانهای ویژه ای برای این موضوع در نرم افزار Abaqus تعبیه شده است. در بخش Element Type ، از المانهای Standard خطی ویژه تحلیل انتقال حرارت کمک می گیریم.
حال به ماژول Assembly بازگشته و با استفاده از مسیر Tools → Set → Create در منوی اصلی، نسبت به انتخاب دسته المانهای مربوط به خط جوش اقدام می کنیم. با توجه به ماهیت مسئله، باید هشت المان موجود در راستای طولی ورق را در هشت Set جداگانه قرار دهیم (مطابق مسیر فوق).
در ادامه به محیط Step رفته و مطابق شکل زیر یک حل حرارتی را انتخاب می کنیم.
سپس، به زبانه Incrementation وارد شده و حداکثر تغییرات دمایی در هر Increment را معادل 50 واحد لحاظ می کنیم.
همانگونه که در گام قبل نیز اشاره شد، باید هشت Step جداگانه مانند بالا ایجاد کنیم. فراموش نکنید به کمک بخش Edit History Output Request در همین ماژول، خروجی‌های ضروری در تحلیل انتقال حرارت را فعال نمایید.
در مراحل پیشین تحلیل، به ایجاد هشت Set از المانهای خط جوش اشاره کردیم. حال در ماژول Load به تعریف بار حرارتی برای این مجموعه خواهیم پرداخت. برای اینکه بار حرارتی ایجاد شده در هر Step بر روی سایر گام‌های حل تأثیرگذار نباشد (فرآیند جوشکاری را بخاطر بیاورید. الکترود رو به جلو حرکت کرده و در هر لحظه بار حرارتی تنها به یک ناحیه وارد می شود)، وارد Load manager شده و بارگذاری را در مراحل بعد به حالت غیر فعال در آورید.
از آنجایی که فرآیند ایجاد شبکه اجزای محدود را پیشتر انجام داده‌ایم، نیازی به طی این مرحله در ماژول Mesh نبوده و همه چیز برای انجام یک تحلیل انتقال حرارت از فرآیند جوشکاری در نرم افزار آباکوس آماده است. شکل متحرک زیر نیز نشان دهنده کانتور دمایی در امتداد خط جوش در این تحلیل است.
منبع : آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک
سلام و عرض ادب
تحلیل انتقال حرارت در جوش اصطکاکی اغتشاشی دو آلیاژ غیر همجنس آلومینیم رو توسط آباکوس انجام میدم
متاسفانه با پیغام خطای
the elements contained in element set err elem excess distortion-step 5 have distorted excessively
the elements in element set err elem zero ale mass – step 5 have zero or negative mass
مواجه شدم
در صورت امکان بنده رو راهنمایی کنید
سپاسگزارم
سلام
تعدادی از المانها دارای اعوجاج بیش از حد شده اند
اگر ممکنه سرعت اعمال بار را تغییر بدهید (به شرطی که کلیت مسئله آسیب نبینه)
یا اینکه یک معیار آسیب تعریف کنید (Damage) تا المانهای با یک حد کرنش مشخص از تحلیل کنار گذاشته بشن
سلام و عرض احترام
از لطف شما سپاسگزارم
شاد و پیروز باشید
سلام مهندس عزیز تشکر از زحماتتون
میخوام جوش مقاومتی نقطه ای رو از نظر اعمال بار و شکست جوش یا قطعه(خروجی مورد نظر نمودار جابجایی -بار)بررسی کنم:
1-بدون استفاده از انالیز کوپل حرارتی-الکتریکی-مکانیکی میشه نقطه جوش رو مثلا با استفاده از fastener تعریف کرد و استفاده کرد؟ قابل قبول هست؟(البته این کار رو کردم از نظر ظاهری خوبه ولی مقادیر بدست اومده خیلی بیشتر از مقادیر تجربی موجود است)
2-اگر حتما باید از آنالیز کوپل… استفاده کنم لطفا مراحلش رو راهنمایی بفرمایید (یا نمونه ای هست معرفی بفرمایید)
3- جسارتا وقت زیادی ندارم و سریع باید به نتیجه برسم اگه ممکنه ساده ترین راه حل ها رو بفرمایید ممنون میشم
تشکر از لطفتون
سلام
بررسی نداشته ام
موفق باشید
با سلام
خیلی ممنون .
یه سوال داشتم ایا برای تحلیل جوشکاری انفجاری در اباکوس نیاز به نوشتن سابروتین هست ؟چه سابروتینی؟
سلام
استفاده از سابروتین وابسته به مسئله نیست، به رفتار ماده، بارگذاری، المان و . . . بستگی داره
در هر کدام از مراحل (تعریف ماده، بارگذاری، المان و . . .) امکانات موجود در آباکوس پاسخگوی نیاز شما نباشه باید کدنویسی کنید
حالا میخواد مسئله کشش ساده یک قطعه باشه یا یک تحلیل بسیار پیچیده
چه بسیا برای یک رفتار خاص در تست کشش ساده مجبور باشید سابروتین بنویسید ولی یک مسئله بسیار پیچیده را بتونید با امکانات پیش فرض آباکوس مدلسازی کنید
سلام. من این مثال را شبیه سازی کردم ولی در قسمت نتایج فقط نتایج استپ 8 را ان هم با 1 اینکریمنت نشان میدهد. چکار باید بکنم تا نتایج استپهای دیگر هم قابل مشاهده باشد.
سلام
کلیدهای کنترلی گوشه سمت راست – بالا از محیط کاری و گزینه animate کردن نتایج میتونه کارگشا باشه
متشکرم.کتابی برای اموزش سابروتین نویسی مد نظر دارید /؟
سابروتین چیزی جز پیاده سازی روابط و فرمولها نیست
شما باید یک کد به زبان فرترن بنویسید؛ کدی که حتی قالب و اینترفیس کد هم مشخصه (در Documentation موجوده)
در خصوص سابروتینهایی مثل UMAT و UELMAT شما نیاز به اطلاعات تخصصی آکادمیک دارید ؛ قالب کدنویسی چیز سختی نیست
مثلا برای UMAT شما باید با تسلط بر مفاهیم ریاضی پیشرفته، جبر تانسوری، مکانیک محیطهای پیوسته و پلاستیسیته یک تئوری مشخص را در قالب کد فرترن در بیارید
بخش اصلی کار در این سابروتین درک مفاهیم، روابط، گسسته سازی در حوزه زمان و . . . است
قبلاً هم در پاسخ به دوستان عرض کرده ام؛ هر مهندس حداقل یک زبان برنامه نویسی بلده، پس مشکل در نگارش کد نیست
در سابروتینهای ساده مثل DLOAD شما شاید ظرف چند دقیقه کد را بنویسید ولی برای موارد خاص مثل دو مورد بالا تسلط به مواردی که بیان کردم ضروریه
قسمت عمده وقت را تئوریها میگیرن؛ برنامه نویسی بیشتر یک مهارت و هنره
با سلام و عرض خسته نباشید خدمتتون.یک سوالی که دشاتم این است که وقتی این تحلیل و انجام میدیم و به اعداد مربوط به نتایج خروجی نگاه میکنیم میبینیم این میزان خیلی کوچک هستش.به عنوان مثال برای همین مثالتون میزان عددتون برابر 9 و نهایت 10 هستش.سوال من اینه این عدد چه طور می تونه به عدد حرارت جوشکاری یعنی 1200 تا 1300 درجه نزدیک بشه؟
ممنون.مرسی
سلام
خواص حرارتی فرضی بوده، بعلاوه حداکثر دما را 200 در نظر گرفتیم؛ همچنین ماکزیمم دمایی که در یک استپ میتونه تغییر کنه روی 50 تنظیم شده
مجموع این عوامل روی خروجی تأثیرگذاره
معذرت می خوام ایا عددی که در قسمت load قرار دادیکه همون 200 است, ایا حداکثر دمای ورودی به داخل است؟ یعنی اگه من بخوام دمای 1500 درجه وارد کنم باید 1500 رو وارد اون قسمت کنمش؟
ممنون از پاسخگویی شما
بله
سلام آقای سروری
با تشکر از مطالب مفیدی که توی سایت قرار میدید.
من دانشجوی ارشد ساخت و تولید هستم و برای درس جوشکاری پیشرفته پروژه هایی رو برای ما تعریف کردند. من جوش لیزر رو انتخاب کردم و با توجه به مراحلی که توی این بخش آموزش داده بودید تا قسمت load manager پیش رفتم. متاسفانه مراحل بعدی توضیح داده نشده. ممنون میشم بقیه مراحل رو هم توضیح بدید. واینکه من از طریق همین مبحث می تونم پروژه ام رو پیش ببرم؟
با تشکر
سلام
مرحله ای باقی نمونده که؛ مش زنی هم انجام شده
فقط مسئله بعد از اعمال بار برای حل ارسال میشه
این مسئله میتونه روند کار را مشخص کنه
سلام
Job رو اجرا کردم هیچ اروری نداد. ولی همون فیلمی که آخر تمرین هم گذاشتید رو هم نشون نمیده.
ممنون میشم راهنمایی کنید.
سلام
پارامتر NT11 را بعنوان خروجی بگیرید
این انیمیشن از اتصال تصاویر کانتور در stepهای متوالی تهیه شده
سلام خسته نباشید
قصد دارم تنش پسماند ماشینکاری فرز رو در آباکوس بدست بیارم، به صورت معکوس عملیات جوشکاری و با مرگ المان، یعنی اینکه قطعه کار رو به 10 سکشن تقسیم بندی کنیم و برای هر سکشن یک استپ تعریف کنیم و تحلیل رو به صورت کوپل دما جابجایی بنویسیم و با گذشت ابزار از سکشن اول و وارد شدن به سکشن دوم حرارت از سکشن دوم به سکشن اول انتقال می یابد و چون بار از روی سکشن اول برداشته شده است در این حال تنشی که از سکشن اول بدست می آید تنش پسماند است. این روند رو برای سکشنهای بعدی نیز تکرار میکنیم تا زمانی که ابزار از قطعه کار خارج شود. با توجه به شرایط کار میتونید به بنده کمک کنید؟
سلام
اگر در حین حل مسئله سؤالی پیش اومده مطرح بفرمایید، اطلاعات داشته باشم به اشتراک میگذارم
ولی در خصوص جزئیات، نوع مدل، نحوه اعمال بار و سؤالاتی از این دست با توجه به اینکه از 0 تا 100 در جریان موضوع قرار ندارم نظری هم نمیدهم
سلام تحلیلی رو که پرسیده بودم انجام دادم و الان ارور میده که باید درجه آزادی بیشتر از 11باشه آیا این مربوط میشه به درجه آزادی المانها و چگونه میشود این ارور را برطرف کرد؟
سلام
چه خطایی دربافت کردید؟
سلام
برای تحلیل انتقال حرارت جوش چطور باید پارامتر های مربوط به جوش رو توی آباکوس تعریف کنم تا بتونم عمق نفوذ و پارامتر های دیگر رو بررسی کنم.
به عنوان مثال Gaussian distribution و heat source
با تشکر
سلام
اگر خروجی خاصی مدنظرتونه که در پیش فرضهای آباکوس قرار نداره میتونید روابط را در قالب اسکریپت بنویسید و خروجی مطلوبتون را استخراج نمایید
سلام
جوشی که می خوام بررسی کنم، جوش لیزر هست. تمام روابط و فرمول های مربوطه رو دارم. نمی دونم توی پیش فرض آباکوس جوش لیزر هست یا نه؟ اسکریپت رو باید با فرترن بنویسم یا پایتون؟ آیا توی مطالب سایت، آموزشی در این خصوص هست که بتونم از اون کمک بگیرم و روابط رو بنویسم و در نرم افزار تعریف کنم؟
اگر راهنمایی بفرمایید ممنون میشم.
با تشکر
سلام
مدلسازی اجزای محدود، ساده سازی یک مسئله فیزیکی و حل معادلات حاکم بر مسئله است
آباکوس که نیومده مسائل را تفکیک کنه (جوش لیزر، جوش اصطکاکی و . . .)؛ کاربر باید ورودی و شرایط مرزی را مشخص کنه و خروجی را بگیره
اگر مثلا در بخش بارگذاری، بار حرارتی با فرمول خاصی مدنظرتون هست که در پیش فرضها نیست خب کدنویسی کنید (سابروتین به زبان فرترن)، اگر متریال با رفتار خاصی مدنظرتونه که در پیش فرضها نیست سابروتین بنویسید
سلام.ممنون برای توضیحاتتون.ببخشید برای خنک کاری بعد از عملیات جوشکاری چه کار باید انجام داد؟ ممنون میشم اگه راهنمایی بفرمایید
سلام
تحلیل اکستروژن در سایت موجوده؛ مطالعه و الگوبرداری بفرمایید
بعد ببخشید یه سوال دیگه.این نوع تحلیل جوشکاری بهتر است یا اینکه یک دی فلاکس نوشته بشه؟کدومش بهتر و دقیق تر هستش؟
با تشکر
اصلا بحث دقت مطرح نیست
شما وقتی قصد دارید فلاکس حرارتی تعریف کنید که در پیش فرضهای آباکوس وجود نداره اجباراً باید کدنویسی کنید
ربطی به دقت و بهتر بودن نداره
بعد عذر می خوام، تحلیل جوش با این روش دقیق تر هستش یا اینکه دی فلاکس نوشته بشه؟
لطفاً یک سؤال را چند بار نپرسید، نظم سایت به هم میخوره
در صورت تکرار هیچ کدام از سؤالات تأیید نخواهد شد
باسلام
من نیاز دارم تا جوش مقاومتی نقطه ای (resistance spot welding) را در آباکوس شبیه سازی کنم. چگونه میتونم یک مسئله مکانیکی، الکتریکی و حرارتی را حل کنم؟ در واقع چگونه میتوان در آباکوس یک مسئله کوپله حل کرد؟ چنانچه فایل مناسبی هم معرفی کنید ممنون میشم
سلام
مثالهای موجود در سایت را مطالعه کنید
مسائل کوپل هم در این مثالها موجوده
سلام
در مقاله های مرتبط، برای تحلیل فرآیند سوراخکاری لیزر دمای ذوب و تبخیر به عنوان خواص مواد آورده شده است. اما در قسمتproperty اباکوس این ویژگی ها نیست میشه بگید چگونه باید این ویژگی ها رو اعمال کرد؟ تشکر
سلام
از منوی thermal گزینه latent heat را امتحان کنید
با سلام
برای راه اندازی چنین سایت سودمندی تشکر می کنم.
سوال بنده این است که آیا امکان مدل سازی فرایند جوشکاری در پوسته ها (Shell) نیز وجود دارد؟
سلام
بله؛ مشکلی نیست
با عرض سلام.. شبیه سازی فرایند جوشکاری نقطه ای مقاومتی (RSW) رو داخل سایت نمیذارید؟
متشکرم
سلام
در برنامه نیست
با سلام خدمت استاد عزیز یه مشکل اسای دارم من خواهمندم کمکم کنیید لطفا
ا سلام خدمت دوستان عزیز یه مشکل بزرگ دارم من هر کاریش می کنم حل نمیشه
با اباکوس دارم کار میکنم و
مشکلم اینه که من توسط مرگ و تولد المان یه خط جوش دارم می زم رانم به درستی ازش می گیرم اما انتقال حرارتو که توسط قطرات مذاب می خوام نشون بده اینو نشون نمیده خود داخل قطره فلز جوشه گرم میشه ولی توی روی قطره و تو منطقه HAZ نشون نمیده انتقال حرارتو عکسها رو هم گرفتم
تو WARING اینو میگه
There is zero HEAT FLUX everywhere in the model based on the default criterion. please check the value of the average HEAT FLUX during the current iteration to verify that the HEAT FLUX is small enough to be treated as zero. if not, please use the solution controls to reset the criterion for zero HEAT FLUX.
لطفا کمکم کنید خیلی واسم مهمه این پروژه
عکس ران گرفتم
عکس OUT PUT
ارور
عکس قسمت انتقال حرارت
سلام
برخورد نداشتم با این خطا
با عرض سلام
و تشکر از مطالب مفید سایت
من مثال را اانجام دادم اما ارور زیر نمایش داده می شود.
Stress-displacement elements or other elements without temperature degree of freedom are not allowed in a heat transfer
analysis
ممنون میشم کمک کنید
سلام
برای تحلیل انتقال حرارت باید المانهای شما درجه ازادی دما را پشتیبانی کنه
شما از المانهای سازه ای استفاده کرده اید
باید نوع المان را عوض کنید (در آخر نام این المانها، حرف T وجود داره)
با سلام خدمت استاد عزیز
یه سوال داشتم
واسه سابروتین نویسی ایا کتابی هست بتونم کمکم واردش بشم؟
من یه خطه جوشو رو مدل کردم واسه اتلاف حراراتیش می خوام از سابروتین film استفاده کنم
پوسته اصلی سابروتینم تو help اباکوس پیدا کردم
ولی تو کد نویسیش مشکل دارم
تو رو خدا اگر سایتی یا کتابی هست که مفاهیم اولیه رو گفته باشه معرفی کنیید لطفا خیلی نیاز دارم
ممنون با تشکر
سلام
سابروتین نویسی درس خاصی نیست که مرجع داشته باشه
اصول سابروتین نویسی با زبان فرترن هست؛ پس باید برنامه نویسی با زبان فرترن را مسلط باشید
در کنار این موضوع برای سابروتینهایی مثل UMAT باید به اصول درس پلاستیسیته و محیطهای پیوسته مسلط باشید
یعنی باید تئوریهای مربوط به پلاستیسیته را در قالب روابط کانتینیوم و به زبان فرترن بنویسید (در فرمت تعیین شده برای اباکوس)
سایر سابروتینها تئوری آکادمیک سختی ندارند؛ شما باید مثلا روابط مربوط به حرکت یک قطعه را به زبان فرترن و در قالب قابل تشخیص برای آباکوس بنویسید
در نتیجه دو بخش پیش روی شماست:
1- زبان برنامه نویسی فرترن که منابع زیادی براش وجود داره
2- اصول سابروتین نویسی و شناخت پارامترها و . . . برای هر سابروتین که شاید بهترین منبع برای این مورد هم Documentation خود آباکوس باشه