تبلیغات
سیمرغ سعادت(بانک اطلاعاتی در مورد گزارش کار،تحقیق،آموزشی،مقاله،پروژه،پایان نامه،و...) - برخورد و تماس 2 قطعه به صورت دینامیکی (ثابت و قابل تغییر شکل+ صلب و در حال حرکت ) 2 form Contact Interaction To be dynamic---Fixed and unchangeable form-Rigid and moving---
----------------------------------- ---------------------------------------


 
>translator
Powered by Translate
>translator
 undefined 
Bookmark and Share

بحث مربوط به برخورد قطعات مختلف با یکدیگر، شکل دهی فلزات، اصطکاک قطعات مجاور و بحث های مشابه در علم مکانیک و صنایع مختلف از جایگاه ویژه ای برخوردار است. یکی از مهمترین نکات قوت نرم افزار Abaqus توانایی مدل کردن چنین پدیده هایی است. شبیه سازی چنین پدیده هایی در نرم افزار آباکوس با توجه به ماژولی که مخصوص این کار در نرم افزار قرار داده شده است در مقایسه با سایر نرم افزارها بسیار راحت تر قابل انجام است.

جهت آشنایی با توانایی های نرم افزار در این خصوص مثال ساده ای در نظر گرفته شده است. مثال مورد نظر همان گونه که در شکل دیده می شود شامل 2 قطعه می شود. قطعه پائینی ثابت و قابل تغییر شکل است و قطعه بالایی صلب و در حال حرکت در نظر گرفته می شود.

این مثال را به صورت استاتیکی و دینامیکی بررسی خواهیم کرد.

به دلیل آنکه بحث مربوط به ترک و شکست در این مثال مطرح نیست میزان تغییر مکان قطعه متحرک 1cm در نظر گرفته می شود، به این معنا که قطعه ثابت دچار 0.5cm تغییر شکل خواهد شد.


Part/Sketch

در ماژول Part  قطعه ثابت را ایجاد کنید. دقت کنید که تمامی اندازه های همان گونه که در فصول پیش نیز تاکید شد بر حست متر در نرم افزار وارد گردد.

مجددا با استفاده از Part  قطعه دوم را ایجاد کنید. برای آنکه در ماژول Assembly و هنگام مونتاژ 2 قطعه در کنار هم دچار مشکل نشوید، مقدار Approximate Size را در حدود 0.4 در هر دو مدل وارد کنید. در این مرحله و علی رغم اینکه نهایتا قطعه متحرک صلب و تغییر شکل ناپذیر در نظر گرفته خواهد شد، تنظیمات Create Part را از حالت Deformable خارج نکنید. برای رسم نیمدایره انتهای سمبه می توانید از Create Arc: Tangent To Adjacent Curve، و نهایتا برای حذف خطوط اضافه از دستور Trim، استفاده کنید.

حال 2 قطعه دارید که برای انتخاب هر کدام از نوار بالای نرم افزار استفاده می شود.


Property

در ماژول Property یک ماده با مشخصات مکانیکی زیر ایجاد کنید.

Density : 7800 kg/m3

Young’s Module : 200e9 GPa

Poisson’s Ratio : 0.3

Section مربوط به ماده را نیز ایجاد کرده و این Section را به هر دو قطعه به طور جداگانه نسبت دهید.


Assembly

در ماژول Assembly هر دو قطعه را همزمان و از نوع Independent وارد کنید. برای راحتی نمایش دو قطعه عبارت Auto-Offset From Other Instances را به حالت انتخاب درآورده و Ok کنید.

حال باید این دو قطعه در کنار هم به نحوی مونتاژ شوند که شرایط مورد نظر اولیه مساله برقرا باشد. طبق اصول هندسه فضایی موقعیت دو قطعه نسبت به هم در فضا با 3 قید تعریف می شود.

برای برقراری اولین قید از منوی اصلی نرم افزار مسیر زیر را اجرا و یا از نوار ابزار constraint FaceTo Face را انتخاب کنید.

Constraint / Face To Face

سطح بالایی سمبه را به عنوان قطعه متحرک انتخاب کنید. سطح رویی قطعه ثابت را به عنوان قطعه ثابت انتخاب کنید.


با استفاده از Flip طوری تنظیم کنید که فلش ها هم جهت با هم باشندو Ok کنید. فاصله دو سطح از یکدیگر را 0.05m وارد کنید. در صورتی که جابجایی مورد نظر درست نباشد در نمودار درختی و زیر عنوان Assembly می توانید قید ایجاد شده را حذف یا ویرایش کنید. معمولا با مثبت و منفی کردن فاصله و یا Flip می توان به موقعیت مورد نظر دست یافت.


به عنوان قید دوم صفحه های کناری دو قطعه را نسبت به هم مقید می کنیم. مجددا از قید Face To Face استفاده کنید و این بار فاصله میان دو صفحه را 0.04cm وارد کنید. مجددا یادآور می شود که با مثبت و منفی کردن فاصله یا Flip می توانید به موقعیت مورد نظر دست یابید.

به عنوان سومین و آخرین قید فاصله نسبی صفحات مقابل دو قطعه را برابر صفر کنید.

قیدهایی که در ماژول Assembly به مدل اضافه می گردد صرفا در همین ماژول اعتبار دارد و به هیچ عنوان شباهتی به قیدهایی که در ماژول Load ایجاد می گردد ندارد و لذا هیچ تاثیری بر حل مساله نخواهد داشت. به طور مثال فاصله سطوحی که در این قسمت برای نرم افزار تعریف گردید در روند حل مساله ممکن است دچار تغییر گردد.


Step

به عنوان مدل اول یک گام تحلیلی از نوع Static ایجاد کنید.

برای یکی از تکیه گاههای قطعه ثابت Set با نام Base تعریف کنید. History Output مناسب جهت ذخیره کردن عکس العملهای تکیه گاهی قائم برای Base را ایجاد کنید.


Interaction

وارد ماژول Interaction شوید. بسیاری از تنظیمات مسائل پیچیده در این ماژول انجام می شود. در این مساله تنظیمات مربوط به تماس (Contact)، تعریف سمبه به عنوان یک قطعه صلب (Rigid Body) و مشخصات تماس از قبیل درنظر گرفتن یا عدم وجود اصطکاک میان قطعات در این ماژول صورت می گیرد.

در گام اول سمبه را به عنوان یک جسم صلب به نرم افزار معرفی می کنیم. همانطور که می دانید اجسام صلب فقط دارای حرکات انتقالی و دورانی هستند و دچار تغییر شکل نمی شوند. لذا برای اجسام صلب فقط مشخص بودن موقعیت در فضا اهمیت پیدا می کند. از آنجایی که تعریف موقعیت تک تک نقاط قطعه در فضا کاری پرهزینه و غیرضروری می باشد می توان برای جسم یک نقطه مرجع درنظر گرفت و صرفا رفتار و موقعیت آن نقطه مرجع (Reference Point) را دنبال کرد.

روال کار نرم افزار برای مدل کردن قطعات صلب نیز به همین شیوه است. در ابتدا برای جسم صلب یک نقطه به عنوان نقطه مرجع تعریف می گردد و سپس رفتار جسم صلب با کنترل رفتار نقطه مرجع آن صورت می گیرد.

پس اولین کاری که در ماژول Interaction انجام می دهیم ایجاد یک نقطه مرجع برای سمبه است. از نوار ابزار Create Reference Point، را اجرا کنید. با توجه به آنکه حرکت دورانی برای سمبه مد نظر نیست لذا تفاوتی نمی کند کدام نقطه به عنوان نقطه مرجع انتخاب گردد. یکی از نقاط روی سمبه را به عنوان نقطه مرجع انتخاب کنید.


جهت معرفی کردن سمبه به عنوان جسم صلب به نرم افزار از نوار ابزار Create Constraint، را اجرا کنید. Rigid Body را انتخاب کنید.

Create Constraint / Rigid Body

از پنجره Edit Constraint گزینه Body را انتخاب و Edit کنید. سمبه را در صفحه نمایش انتخاب کنید.

برای نسبت دادن نقطه مرجع به جسم صلب از بخش Reference Point گزینه Edit را انتخاب و در صفحه نمایش RP-1 را انتخاب کنید. حال باید پنجره Edit Constraint شبیه شکل زیر باشد و وضعیت Body و Reference Point به حالت انتخاب شده (Picked) درآمده باشد.


جسم صلب در نرم افزار با دایره های زرد رنگ نشان داده می شود.

همان گونه که گفته کار دیگری که در این ماژول انجام خواهیم داد تعریف ویژگیهای تماس میان دو قطعه است. همانند کاری که در ماژول Property برای تعریف ماده انجام می شود در این ماژول نیز برای تعریف تماس میان قطعات باید عمل مشابهی صورت پذیرد. به این معنی که در ابتدا ویژگیهای تماس همچون وجود اصطکاک یا عدم وجود آن برای نرم افزار تعریف می گردد. سپس این ویژگیها به سطوحی که با هم تماس برقرار می کنند نسبت داده می شود.

از نواور ابزار Create Interaction Property، را اجرا کنید.

Create Interaction Property / Contact

در پنجره Edit Contact Property تنظیمات زیر را انجام دهید.

Mechanical / Tangential Behavior / Frictionless

Mechanical / Normal Behavior / Default – Hard Contact

در آخرین مرحله در این ماژول ویژگیهای تماس ایجاد شده را به سطوح در تماس نسبت خواهیم داد. جهت راحت تر شدن کار ابتدا سطوح را به طور جداگانه برای نرم افزار تعریف می کنیم. تعریف سطح شبیه تعریف Set است و در ادامه روند کار با نرم افزار کار را راحت تر خواهد کرد. از منوی اصلی نرم افزار مسیر زیر را اجرا کنید.

Tools / Surface / Create

نام مناسبی همچون Mandrel برای سطح مورد نظر انتخاب کنید. سطح منحنی سمبه را از صفحه نمایش انتخاب کنید. به منظور انتخاب راحت سطوحی که در معرض دید قرار ندارند روشها مختلفی وجود دارد از جمله دوران شکل و یا غیرفعال کردن Select The Entity Closest To Screen، که قبلا در مورد آن توضیح داده شد. روش دیگری که در اینجا معرفی می شود کار با Display Group نرم افزار است. آیکونهای این منو معمولا به طور پیش فرض در بالای صفحه نمایش نرم افزار وجود دارد.

Create Display Group را اجرا کنید. در این پنجره می توانید تنظیمات زیادی جهت نمایش را تغییر و یا ایجاد کنید. در بخش Items عبارت Part Instances را فعال کنید. عبارت Highlight Items In Viewport را به وضعیت انتخاب درآورید. حال قطعه مورد نظر را انتخاب کنید.


با استفاده از عملگرهای منطقی (Boolean Operators) که در پائین این پنجره قرار دارد می توانید عمل مورد نظرتان را روی قطعه انتخاب شده اعمال کنید. به طور مثال در اینجا برای خلوت شدن صفحه نمایش می خواهیم فقط سمبه در صفحه نمایش نشان داده شود. لذا پس از آنکه قطعه سمبه را انتخاب کردید روی عملگر Replace کلیک کنید تا تمام قطعات به غیر از سمبه از صفحه نمایش حذف گردد. حال می توانید به راحتی سطح منحنی سمبه را جهت ایجاد Surface در صفحه نمایش انتخاب کنید.


از نوار ابزار Display Group آیکون Replace All، را اجرا کنید تا تمام قطعات دوباره نمایش داده شود. مراحل فوق را مجددا تکرار و این بار سطح رویی قطعه ثابت را با نام Matrice ایجاد کنید.


از نوار ابزار Create Interaction، را اجرا کنید. Step روی انتخاب Initial باشد، سپس Surface-To-Surface Contact را انتخاب کنید.

برای انتخاب سطح Master روی Surfaces کلیک کنید تا سطوحی که ایجاد کرده اید نمایش داده شود. Mandrel (سمبه) را انتخاب کنید.

Surface را به عنوان نوع سطح Slave انتخاب کنید. این بار Matrice (سطح رویی قطعه ثابت) را انتخاب کنید.


Continue کنید تا پنجره نهایی تنظیمات Edit Interaction باز شود. تمام تنظیماتی که تا به این مرحله انجام داده اید در این پنجره خلاصه شده است. لذا نیازی به ایجاد تغییر ندارد و Ok کنید.

سطوحی که بینشان برخورد تعریف شده است با مربع های زرد رنگ نمایش داده می شود. به این معنی که اگر این دو سطح به هم برسند برخورد میان ایشان توسط نرم افزار تشخیص داده شده و بینشان نیرو و فشار رد و بدل می شود. در صورتی که به هر دلیل تماسی میان سطوحی غیر از این دو سطح اتفاق افتد نرم افزار در مورد آنها عکس العملی نخواهد داشت و طبیعتا به صورت مجازی ممکن است داخل هم فرو بروند. در این مثال فقط تماس میان دو سطح مزبور برای ما اهمیت دارد. در مدل دینامیک همین مثال در ادامه خواهید دید که روش ساده تری برای تعریف سطوح در تماس نیز وجود دارد.



در این مرحله مجددا کنترل کنید که تعریف تماس در گام Initial صورت گرفته باشد. برای کنترل این مطلب از Interaction Manager استفاده کنید. در صورتی که گام اشتباه باشد با استفاده از Move Left/Right می توانید تعریف برخورد را به Step مطلوب جابجا کنید.


Load

وارد ماژول Load شوید تکیه گاه قطعه ثابت را ایجاد کنید. برای انتخاب 2 لبه قطعه از کلید Shift استفاده کنید.

در این مثال برخلاف مثالهای پیشین که در آنها نیرو به قطعه داده می شد و تغییر مکانها بدست می آمد، جابجایی مطلوب به سمبه داده می شود و نیروی لازم جهت ایجاد چنین جابجایی بدست خواهد آمد. لذا در این مثال جهت ایجاد جابجایی به میزان 0.5cm در سمبه از Create Boundary Condition، استفاده می کنیم.

دقت کنید گام تحلیل فعال Step-1 باشد و سپسDisplacement/Rotation را انتخاب کنید.

در این مرحله دقت کنید به دلیل آنکه سمبه به عنوان یک جسم صلب به نرم افزار معرفی شده است و دارای یک نقطه مرجع می باشد، لذا تغییر مکان مورد نظر را به Reference Point اعمال خواهیم کرد و نه به کل جسم. در صفحه نمایش RP-1 را انتخاب کنید.

با توجه به محورهای مختصات صفحه نمایش در جهت مورد نظر حرکت سمبه، جابجایی 0.010m را با علامت صحیح مثبت یا منفی وارد کنید. سایر جابجایی ها را صفر کنید.

در ماژول Load دیگر کاری نداریم، برای محاسبه نیروی لازم جهت حرکت سمبه و ایجاد تغییر شکل در قطعه ثابت به ماژول Step برگردید.




Step

مجددا مثال فوق را این بار به صورت دینامیک و با درنظر گرفتن سرعت و ضربه مدل خواهیم کرد. نیازی به ایجاد مدل از ابتدا وجود ندارد. تغییرات در مساله از ماژول Step آغاز می شود. لذا به ماژول Step بروید.

یکی از امکانات خوب نرم افزار تهیه کپی از روی یک مدل و ذخیره کردن تمام آنها روی یک فایل است و لذا نیازی به Save چندین فایل وجود ندارد. از منوی اصلی نرم افزار مسیر زیر را اجرا کنید.

Model / Copy Model / Model-1


نام مناسبی مثل Dynamic برای مدل جدید ایجاد کنید. مدل قبلی با تمام تنظیماتش در مدل جدید به نام Dynamic کپی شده است.

در هر ماژول که کار می کنید دقت کنید که مدل فعال Dynamic باشد. Step Manager را باز کنید.

در مدل قبل یک گام تحلیل از نوع Static تعریف شده بود. در این مساله به جای گام استاتیک می خواهیم از گام Dynamic Explicit استفاده کنیم. از آنجایی که تمام تنظیمات پس از ماژول Step شامل ماژولهای Interaction و Load با توجه به Step مشخص انجام شده است، اگر در این مرحله Step-1 را حذف و مجددا یک Step جدید ایجاد کنید تمام تنظیمات ماژولهای فوق پاک شده و دوباره مجبور به ایجاد مجدد آنها خواهید بود. برای اجتناب از این امر از Replace استفاده می کنیم. Replace را اجرا و Dynamic Explicit را جایگزین Static General کنید. تنظیمات زیر را انجام دهید.

Time Period: 0.002

Nlgeom: On

تنظیمات History/Field Output نیازی به تغییر ندارد.


Interaction

در ماژول Interaction نیازی به ایجاد تغییر وجود ندارد؛ اما همانطور که قبلا اشاره شد در مسائل Explicit راه ساده تری برای تعریف تماس میان سطوح وجود دارد. Interaction Manager را باز کنید.

در اینجا مشابه دستور Replace وجود ندارد؛ لذا Int-1 را حذف کنید و مجددا Interaction دیگری ایجاد کنید.

همانطور که متوجه شده اید علاوه بر انتخابهایی که در مثال قبل وجود داشت مثل Surface-To-Surface در تحلیلهای Explicit گزینه General Contact نیز اضافه شده است. اکیدا توصیه می شود به منظور جلوگیری از هر گونه خطا و همچنین راحت شدن کار از این انتخاب در مسائل Explicit استفاده شود. با انتخاب General Contact نیازی به تعریف جفت های تماسی نیست و هر دو سطحی از هر دو قطعه ای که با هم برخورد کنند تشخیص داده می شود.

در مدل کردن تماس در مسائل دینامیک نکته دیگری نیز وجود دارد. Interaction Property Manager را باز و Intprop-1 را ویرایش کنید.

در مسائل Dynamic Explicit حتما گزینه Allow Separation After Contact باید فعال باشد.


Load

در ماژول Load به جای وارد کردن تغییر مکان سمبه در این مساله سرعت سمبه را وارد خواهیم کرد. Boundary Condition Manager را باز کنید.

BC-2 که مربوط به اعمال تغییر مکان به سمبه بود را حذف کنید و BC جدیدی از نوع Velocity/Angular Velocity ایجاد کنید. مشابه مساله قبل نقطه مرجع سمبه را انتخاب و در جهت عمودی و با در نظر گرفتن علامت مثبت یا منفی درست سرعت 5m/s را اعمال کنید. سایر مولفه های سرعت را صفر کنید.

نیازی به تغییر شبکه مدل وجود ندارد.


Job/Visualization

یک Job جدید ایجاد و مدل را اجرا کنید.

به دلیل ماهیت ضربه ای مساله مورد نظر نیروی بدست آمده برای سمبه حالت توسانی خواهد داشت.

 





>



برچسب ها: برخورد و تماس 2 قطعه به صورت دینامیکی (ثابت و قابل تغییر شکل+ صلب و در حال حرکت ) 2 form Contact Interaction To be dynamic---Fixed and unchangeable form-Rigid and moving---بحث مربوط به برخورد قطعات مختلف با یکدیگر ، شکل دهی فلزات ، اصطکاک قطعات مجاور و بحث های مشابه در علم مکانیک و صنایع مختلف از جایگاه ویژه ای برخوردار است. یکی از مهمترین نکات قوت نرم افزار Abaqus توانایی مدل کردن چنین پدیده هایی است. شبیه سازی چنین پدیده هایی در نرم افزار آباکوس با توجه به ماژولی که مخصوص این کار در نرم افزار قرار داده شده است در مقایسه با سایر نرم افزارها بسیار راحت تر قابل انجام است. جهت آشنایی با توانایی های نرم افزار در این خصوص مثال ساده ای در نظر گرفته شده است. مثال مورد نظر همان گونه که در شکل دیده می شود شامل 2 قطعه می شود. قطعه پائینی ثابت و قابل تغییر شکل است و قطعه بالایی صلب و در حال حرکت در نظر گرفته می شود. این مثال را به صورت استاتیکی و دینامیکی بررسی خواهیم کرد. به دلیل آنکه بحث مربوط به ترک و شکست در این مثال مطرح نیست میزان تغییر مکان قطعه متحرک 1cm در نظر گرفته می شود ، به این معنا که قطعه ثابت دچار 0.5cm تغییر شکل خواهد شد Part/Sketch در ماژول Part قطعه ثابت را ایجاد کنید. دقت کنید که تمامی اندازه های همان گونه که در فصول پیش نیز تاکید شد بر حست متر در نرم افزار وارد گردد. مجددا با استفاده از Part قطعه دوم را ایجاد کنید. برای آنکه در ماژول Assembly و هنگام مونتاژ 2 قطعه در کنار هم دچار مشکل نشوید ، مقدار Approximate Size را در حدود 0.4 در هر دو مدل وارد کنید. در این مرحله و علی رغم اینکه نهایتا قطعه متحرک صلب و تغییر شکل ناپذیر در نظر گرفته خواهد شد ، تنظیمات Create Part را از حالت Deformable خارج نکنید. برای رسم نیمدایره انتهای سمبه می توانید از Create Arc: Tangent To Adjacent Curve ، و نهایتا برای حذف خطوط اضافه از دستور Trim ،

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر