تبلیغات
سیمرغ سعادت(بانک اطلاعاتی در مورد گزارش کار،تحقیق،آموزشی،مقاله،پروژه،پایان نامه،و...) - تیر یک سر گیردار که تحت بارگذاری گسترده قرار گرفته (خواص پلاستیک بخش 1) (A cantilever beam is placed under a large load)
----------------------------------- ---------------------------------------


 
>translator
Powered by Translate
>translator
 undefined 
Bookmark and Share

مدلسازی رفتار پلاستیک

یک تیر یک سر گیردار  که تحت بارگذاری گسترده قرار گرفته است. ابعاد تیر و بارگذاری در زیر آمده است.

ویژگیهای ماده در بخش مربوط به تنظیمات ماژول Property آمده است.

 


Part/Sketch

• همانند آنچه در مثالهای قبل آموختید هندسه مدل را مطابق ابعاد شکل در ماژول Part ایجاد کنید.


Property

• یکی از بحث های اصلی در این مثال نحوه وارد کردن خصوصیات ماده در حالت تغییر شکل پلاستیک است. در ماژول Property در مرحله اول یک ماده جدید همانند آنچه در مثالهای قبل آموختید بسازید و ویژگیهای Density و Elastic را برای آن تعریف کنید اما Ok نکنید.

Density = 7800 Kg/M3

Young’s Module = 200 GPa

Poisson’s Ratio = 0.3

این اطلاعات رفتار ماده را در محدود تغییر شکل الاستیک مدل می کند. اما پس از رسیدن به نقطه تسلیم، رفتار ماده از حالت خطی خارج می شود و برای مدل کردن آن نیاز به وارد کردن اطلاعات تکمیلی بیشتری می باشد. اطلاعات مربوط به رفتار یک ماده پس از نقطه تسلیم از تستهای کشش بدست می آید. جهت مدل کردن یک ماده در محدود تغییر شکل پلاستیک نیاز است تا به این اطلاعات دسترسی داشته باشیم. به طور مثال در این مساله اطلاعات مربوط به تنش و کرنش فولاد از نتایج تست کشش استخراج شده است.

مساله بسیار مهمی در مدل کردن ماده در محدوده پلاستیک مطرح است و آن این است که در تست کشش نتایجی که از دستگاه بدست می آید، تنش و کرنش مهندسی یا نامی ماده است. همانطور که می دانید برای تبدیل تنش و کرنش نامی به تنش و کرنش واقعی از روابط زیر استفاده می شود. برای شناساندن رفتار پلاستیک ماده به نرم افزار حتما باید تنش و کرنش واقعی ماده وارد شود.

ε = ln (1+ε0)

σ = σ0 (1+ε0)

که در آن ε0 و σ0 به ترتیب کرنش و تنش نامی و ε و σ به ترتیب کرنش و تنش واقعی است.

با توجه به نکته فوق تنش و کرنشهای بدست آمده از تست کشش به تنش و کرنش واقعی تبدیل شده و طبق جدول و نمودار زیر می باشد.


stress(MPa( strain plastic strain
0 0
538 0.00269 0
559 0.006632 0.003942
631 0.029961 0.027271
679 0.041425 0.038735
753 0.060243 0.057553
835 0.086008 0.083318
878 0.11112 0.10843
918 0.13216 0.12947
960 0.15277 0.15008
1005 0.17628 0.17359
1022 0.19274 0.19005
1035 0.20572 0.20303



در جدول فوق ستون اول تنشهای واقعی و ستون دوم کرنشهای واقعی را نشان می دهد. ستون سوم کرنشهای پلاستیک واقعی است که از کم کردن کرنش تسلیم از کرنش واقعی محاسبه می شود.

εplastic = ε-εyield

مقادیر ستونهای اول و سوم را در نرم افزار وارد می کنیم. در پنجره Edit Material گزینه Plastic را از مسیر زیر انتخاب کنید.

Mechanical / Plasticity / Plastic

مقادیر ستونهای تنش و کرنش پلاستیک را از جدول فوق در این پنجره وارد کنید.

دقت کنید که مقادیر تنش بر حسب مگاپاسکال است. پس در مقابل اعداد وارد شده E6 فراموش نشود.


Step

• سایر مراحل ساخت مدل را مطابق آنچه در مثالهای پیش آموختید انجام دهید و یک گام تحلیلی Static بسازید. دقت کنید به دلیل آنکه رفتار غیرخطی ماده مدنظر است حتما Nlgeom را به حالت انتخاب درآورید.

• در مرحله مشاهده نتایج می خواهیم برخی نمودارهای مربوط به تکیه گاه تیر را رسم کنیم. لذا در ماژول Step یک History Output برای تکیه گاه تیر تعریف می کنیم و تنش و کرنشهای مربوط به آن را ذخیره خواهیم کرد.

همانطور که در مثال قبل نیز ذکر شد برای آنکه بتوانیم برای تکیه گاه تیر History Output مناسب تعریف کنیم در مرحله اول باید آن را به عنوان یک Set به نرم افزار معرفی کنیم.

از منوی اصلی نرم افزار مسیر زیر را جهت ایجاد Set اجرا کنید.

Tools / Set / Create

سطح تکیه گاه تیر را با نام Base انتخاب و Ok کنید.

پس از آنکه Set مورد نظر را ایجاد کردید History Output Manager را اجرا کنید. H-Output-1 را حذف کنید چون نیازی به آن نداریم. یک History Output جدید ایجاد و تنظیمات زیر را روی آن انجام دهید.

Domain: Set : Base

Frequency: Evenly Spaced Time Intervals : 100

Output Variables: EP, SP,

در واقع برای نرم افزار تعریف می کنیم که برای تکیه گاه تیر فقط مقادیر تنشها و کرنشهای اصلی ( Principal Stress & Strain) را ذخیره کند. ذخیره کردن سایر نتایج به دلیل اینکه پیدا کردن آنها در مرحله مشاهده نتایج مشکل خواهد شد لزومی ندارد.


>



برچسب ها: مدلسازی رفتار پلاستیک یک تیر یک سر گیردار که تحت بارگذاری گسترده قرار گرفته است. ابعاد تیر و بارگذاری در زیر آمده است. ویژگیهای ماده در بخش مربوط به تنظیمات ماژول Property آمده است. Part/Sketch • همانند آنچه در مثالهای قبل آموختید هندسه مدل را مطابق ابعاد شکل در ماژول Part ایجاد کنید. Property • یکی از بحث های اصلی در این مثال نحوه وارد کردن خصوصیات ماده در حالت تغییر شکل پلاستیک است. در ماژول Property در مرحله اول یک ماده جدید همانند آنچه در مثالهای قبل آموختید بسازید و ویژگیهای Density و Elastic را برای آن تعریف کنید اما Ok نکنید. Density = 7800 Kg/M3 Young’s Module = 200 GPa Poisson’s Ratio = 0.3 این اطلاعات رفتار ماده را در محدود تغییر شکل الاستیک مدل می کند. اما پس از رسیدن به نقطه تسلیم ، رفتار ماده از حالت خطی خارج می شود و برای مدل کردن آن نیاز به وارد کردن اطلاعات تکمیلی بیشتری می باشد. اطلاعات مربوط به رفتار یک ماده پس از نقطه تسلیم از تستهای کشش بدست می آید. جهت مدل کردن یک ماده در محدود تغییر شکل پلاستیک نیاز است تا به این اطلاعات دسترسی داشته باشیم. به طور مثال در این مساله اطلاعات مربوط به تنش و کرنش فولاد از نتایج تست کشش استخراج شده است. مساله بسیار مهمی در مدل کردن ماده در محدوده پلاستیک مطرح است و آن این است که در تست کشش نتایجی که از دستگاه بدست می آید ، تنش و کرنش مهندسی یا نامی ماده است. همانطور که می دانید برای تبدیل تنش و کرنش نامی به تنش و کرنش واقعی از روابط زیر استفاده می شود. برای شناساندن رفتار پلاستیک ماده به نرم افزار حتما باید تنش و کرنش واقعی ماده وارد شود. ε = ln (1+ε0) σ = σ0 (1+ε0) که در آن ε0 و σ0 به ترتیب کرنش و تنش نامی و ε و σ به ترتیب کرنش و تنش واقعی است. با توجه به نکته فوق تنش و کرنشهای بدست آمده از تست کشش به تنش و کرنش واقعی تبدیل شده و طبق جدول و نمودار زیر می باشد. stress(MPa( strain plastic strain 0 0 538 0.00269 0 559 0.006632 0.003942 631 0.029961 0.027271 679 0.041425 0.038735 753 0.060243 0.057553 835 0.086008 0.083318 878 0.11112 0.10843 918 0.13216 0.12947 960 0.15277 0.15008 1005 0.17628 0.17359 1022 0.19274 0.19005 1035 0.20572 0.20303 در جدول فوق ستون اول تنشهای واقعی و ستون دوم کرنشهای واقعی را نشان می دهد. ستون سوم کرنشهای پلاستیک واقعی است که از کم کردن کرنش تسلیم از کرنش واقعی محاسبه می شود. εplastic = ε-εyield مقادیر ستونهای اول و سوم را در نرم افزار وارد می کنیم. در پنجره Edit Material گزینه Plastic را از مسیر زیر انتخاب کنید. Mechanical / Plasticity / Plastic مقادیر ستونهای تنش و کرنش پلاستیک را از جدول فوق در این پنجره وارد کنید. دقت کنید که مقادیر تنش بر حسب مگاپاسکال است. پس در مقابل اعداد وارد شده E6 فراموش نشود. Step • سایر مراحل ساخت مدل را مطابق آنچه در مثالهای پیش آموختید انجام دهید و یک گام تحلیلی Static بسازید. دقت کنید به دلیل آنکه رفتار غیرخطی ماده مدنظر است حتما Nlgeom را به حالت انتخاب درآورید. • در مرحله مشاهده نتایج می خواهیم برخی نمودارهای مربوط به تکیه گاه تیر را رسم کنیم. لذا در ماژول Step یک History Output برای تکیه گاه تیر تعریف می کنیم و تنش و کرنشهای مربوط به آن را ذخیره خواهیم کرد. همانطور که در مثال قبل نیز ذکر شد برای آنکه بتوانیم برای تکیه گاه تیر History Output مناسب تعریف کنیم در مرحله اول باید آن را به عنوان یک Set به نرم افزار معرفی کنیم. از منوی اصلی نرم افزار مسیر زیر را جهت ایجاد Set اجرا کنید. Tools / Set / Create سطح تکیه گاه تیر را با نام Base انتخاب و Ok کنید. پس از آنکه Set مورد نظر را ایجاد کردید History Output Manager را اجرا کنید. H-Output-1 را حذف کنید چون نیازی به آن نداریم. یک History Output جدید ایجاد و تنظیمات زیر را روی آن انجام دهید. Domain: Set : Base Frequency: Evenly Spaced Time Intervals : 100 Output Variables: EP ، SP ، در واقع برای نرم افزار تعریف می کنیم که برای تکیه گاه تیر فقط مقادیر تنشها و کرنشهای اصلی ( Principal Stress & Strain) را ذخیره کند. ذخیره کردن سایر نتایج به دلیل اینکه پیدا کردن آنها در مرحله مشاهده نتایج مشکل خواهد شد لزومی ندارد. Load • در ماژول Load بارگذاری از جنس فشار و شرایط مرزی تکیه گاهی را اعمال کنید. Load: Mechanical / Pressure : 20 E+6 Mesh • در ماژول Mesh دانه بندی را با اندازه 0.01 ایجاد و سپس شبکه ای ساختار یافته با المانها آاجری تشکیل دهید. Job • یک Job جدید در ماژول Job به نام Plasticity ایجاد کنید. مدل را ذخیره و سپس Submit کنید. با استفاده از دستور Monitor می توانید روند حل مساله را مشاهده کنید. زمان در مسائل استاتیک در قسمتهای مختلف نرم افزار اعم از زمان نشان داده شده در پنجره Monitor و یا زمان نمایش داده شده در رسم نمودارها مفهوم زمان ندارد؛ بلکه صرفا نشاندهنده درصد حل مساله و درصد اعمال بار می باشد. در واقع در مسائل استاتیک نحوه اعمال بار به قطعه به صورت تدریجی و از صفر تا میزان بار تعین شده می باشد. اگر در پنجره بارگذاری هم دقت کنید در مسائل استاتیک در مقابل عبارت Amplitude گزینه Ramp به صورت پیش فرض انتخاب شده است. Visualization • در ماژول Visualization می توانید نتایج مختلف بدست آمده را مشاهده کنید. برای مشاهده چندین نما یا نتیجه مختلف می توانید صفحه نمایش جدید برای نرم افزار تعریف کنید. برای این کار از منوی اصلی مسیر زیر را اجرا کنید. Viewport / Create با این کار یک صفحه نمایش جدید ایجاد شده است که در زیر صفحه نمایش فعلی قرار دارد و قابل مشاهده نیست. جهت نمایش کنار هم این دو صفحه نمایش از منوی اصلی مسیر زیر را اجرا کنید. Viewport / Tile Vertically حال در یکی از صفحه های با استفاده از منوی Results تنشهای فون میسس (Mises) و در دیگری کرنشهای پلاستیک اصلی (PE) را نمایش دهید. همانطور که در شکل نیز می بینید علی رغم آنکه تنش در تمام قطعه گسترش یافته است اما کرنش پلاستیک یا همان تغییر شکل دائمی تنها در نزدیکی تکیه گاه تیر اتفاق می افتد. در شکل سمت چپ که نمایشگر کرنشهای اصلی قطعه می باشد قسمتهایی که با رنگ آبی نمایش داده می شود در محدود الاستیک خطی باقی مانده است. • در این مثال با برخی دیگر از قابلیت های رسم نمودار نرم افزار آشنا خواهید شد. یکی از قابلیت های نمودارکشی ، رسم دو پارامتر بر اساس هم و نه بر اساس زمان است. بطور مثال رسم نمودار تنش یک المان بر اساس کرنش آن المان که در اینجا بررسی خواهیم کرد. برای این کار ابتدا با استفاده از Query شماره المان گوشه تکیه گاه تیر را بدست می آوریم. برای اجرا Query از منوی اصلی مسیر زیر را اجرا و یا مستقیما آیکون را اجرا کنید. Tools / Query در پنجره Query گزینه Element را انتخاب کنید. در صفحه نمایش یکی از المانهای بالای تکیه گاه را انتخاب کنید. در کادر پائین صفحه شماره المان نمایش داده می شود که بطور مثال در اینجا 503 می باشد. این شماره در کامپیوتر شما ممکن است متفاوت باشد. حال با استفاده از نمودار تنش اصلی در راستای تیر را که برای من محور Z ( SP3) می باشد را رسم و Save As کنید. برای تشخیص محوری که در راستای طول تیر قرار دارد از دستگاه مختصات روی صفحه نمایش استفاده کنید. همانطور که ملاحظه می کنید محور افقی نمودار فوق Time است که توضیح داده شد به چه معنا است. بار دیگر کرنش اصلی در راستای محور طولی تیر ، EP3 ،

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر