مدلسازی خرپای دو بعدی در نرم افزار آباکوس
نرم افزار آباکوس یکی از قدرتمندترین و پرکاربردترین نرم افزارهای اجزاء محدود میباشد. محیط گرافیکی بسیار خوب و کاربردی و امکان حل بسیاری از مسائل در محیط نرم افزار بدون نیاز به کدنویسی باعث محبوبیت بالای نرم افزار آباکوس بین مهندسین شده است. در این بخش خرپای تحلیل شده در بخش 3 با استفاده از نرم افزار آباکوس تحلیل میشود و خروجی های مورد نیاز استخراج و نتایج با تحلیل برنامه کامپیوتری بخش پیشین مقایسه میشود.
مدلسازی خرپا در نرم افزار آباکوس طی مراحل زیر انجام میشود:
- رسم ترسیمه خرپای دوبعدی در زبانه part
- تعریف خواص مواد و مقطع و اختصاص آن در زبانه property
- مونتاژ خرپا در زبانه assembly
- تعیین نوع حل و خروجیهای مورد نیاز در زبانه step
- اعمال بار و شرایط مرزی در زبانه load
- مشبندی در زبانه mesh
- حل مسئله در زبانه job
- استخراج و تحلیل نتایج در زبانه visualization
خرپا شکل 14 به صورت دوبعدی با مقطع یکسان برای تمامی اعضا و مدول یانگ GPa200 رسم شده است. نوع مقطع اختصاص داده شده به اعضاء میباشد. نوع حل static,general و جابجایی گرهها، نیروهای تکیه گاهی، تنش و کرنش به عنوان خروجی انتخاب شده اند.
بار N10000 و شرایط مرزی گرههای 1 و 10 مطابق شکل 14 اعمال شده اند. شرایط بارگذاری و مرزی در شکل 15 نشان داده شده است.
شکل 15 شرایط بارگذاری و شرایط مرزی خرپای دوبعدی
اعضای خرپا، عضوهای دو نیرویی هستند و شرایط مرزی و نیرو باید در مفاصل اعمال شوند. بنابراین در مشبندی خرپا مفاصل همان گره ها و اعضای خرپا همان المانها هستند. یعنی بین هر دو مفصل باید یک المان باشد. از المانهای T2D2 (2 node linear 2-D truss) برای مشبندی خرپا استفاده شده است. نحوه مشبندی خرپا در شکل 16 مشاهده میشود.
شکل 16مشبندی خرپا دوبعدی
همانطور که درشکل 16 مشخص است، نحوه شماره گذاری گره ها و المانها با نحوه شماره گذاری در شکل 14 متفاوت است. بنابراین در استخراج نتایج در نرم افزارآباکوس باید به این تفاوت در نحوه شماره گذاری دقت شود.
بعد از مراحل بالا مسئله را حل و نتایج استخراج شده اند. مقادیر جابجایی گره ها در جدول 7 و مقادیر نیروی تکیه گاهی در جدول 8 آورده شده اند.
شاید این مطالب نیز برای شما جذاب باشد، پیشنهاد میکنیم به این صفحات نیز سر بزنید:
جدول 7مقادیر گرهای جابجایی ها در دستگاه مختصات کلی حاصل از مدلسازی آباکوس
جدول 8 - نیروهای تکیه گاهی حاصل از مدلسازی آباکوس
مقادیر تنش، کرنش و نیرو در المانها در جدول 9 گزارش شده است.
جدول 9 مقادیر تنش، کرنش و نیرو در المانها حاصل از مدلسازی آباکوس
در شکل 17 تا 19 کانتورهای تنش و کرنش حاصل از مدلسازی آباکوس نشان داده شده اند.
شکل 17 کانتور تنش در مدلسازی آباکوس برا خرپای دوبعدی
شکل 18 کانتور کرنش در مدلسازی آباکوس برا خرپای دوبعدی
مقایسه نتایج برنامه کامپیوتری با نتایج نرم افزارآباکوس
مقادیر گرهای جابجایی حاصل از برنامه کامپیوتری و نرم افزار آباکوس در جدول 10 مشاهده میشود.
مقادیر نیروهای تکیه گاهی حاصل از برنامه کامپیوتری و نرم افزار آباکوس در جدول 11 مشاهده میشود.
جدول 11مقایسه نیروهای تکیه گاهی حاصل از مدلسازی آباکوس و برنامه کامپیوتری
مقایسه مقادیر تنش، کرنش در جدول 12 مشاهده میشود.
جدول12 مقایسه مقادیر تنش و کرنش حاصل از برنامه کامپیوتری و آباکوس
همانطور در جداول 10 تا 12 مشاهده میشود نتایج به دست آمده از تحلیل خرپای دوبعدی با استفاده از برنامه کامپیوتری در نرم افزار MATLAB بسیار نزدیک به نتایج حاصل از تحلیل با نرم افزار ABAQUS میباشد. در واقع نتایج یکسانی از دو تحلیل بدست آمده است.