آموزش آباکوس ABAQUS

[bigbang]

درمیان نرم افزارهای زیادی که برمبنای روش اجزاء محدود عمل می کنند، یکی از معتبرترین و قویترین نرم افزارهایی است که مهندسان و محققان ازآن به عنوان ابزاری سودمند در جهت رفع نیازهای خود بهره می گیرند،ABAQUS است.
از مزایای این نرم افزار نسبت به دیگر نرم افزارهای موجود می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- توان بالای تحلیل مسائل غیر خطی نظیر رفتارپلاستیک وتغییر شکلهای بزرگ
- تحلیل شکست قطعات ورشد ترک علاوه برجوانه زنی که بدین ترتیب می توان رشد دینامیکی ترک را درمواد ایزوتروپ ومواد مرکب پیش بینی نمود.
- دارا بودن قابلیت های ویژه در حوزه مسائل مربوط به مواد کامپوزیت
- توانایی حل مسائل گوناگون به دو روش ضمنی وصریح
- وجود زیر برنامه های مختلف در این نرم افزار و دسترسی آسان به آنها که بدین ترتیب می توان از تئوری های به کار رفته در حل هر مساله آگاهی یافت.
به طوری که سهولت دستیابی وفهم نحوه عملکرد زیر برنامه های این نرم افزار موجب گشته تا مجامع دانشگاهی بین المللی ازآن بیش از نرم افزارهای دیگر در مقاله های علمی منتشر شده استفاده کنند. این بدین معنا است که کاربر می تواند تمام زیر برنامه های مرتبط با موضوع کارخود را درمحیط نرم افزار تغییر داده ودرحقیقت ازآن به نفع خود استفاده کند.

[bigbang]

در ادامه کتابهای آموزشی نرم افزار های تخصصی اینبار به معرفی و دانلود آموزش نرم افزار تحلیل اجزائ محدود آباکوس ABAQUS میپردازیم این آموزش بسیار عالی در 211 صفحه و به زبان فارسی است

دانلود از اینجا

[bigbang]

آموزش تحلیل ضربه در نرم افزار اباکوس

ابتدا باید فایل سپری را که توسط برنامه کتیا طراحی کرده ایم را وارد برنامه اباکوس کنیم، برای اینکار باید فایل مربوطه را با پسوند igs ذخیره کنیم‌ (البته از پسوندهای دیگه ای هم می توان استفاده کرد که ما در اینجا igs را بکار بردیم) و در این زمان برنامه اباکوس را باز میکنیم و در قسمت بالا گزینه File را کلیک کرده و سپس بر روی گزینه Import کلیک کرده و بعد گزینه Part و در قسمت File Filter پسوند igs را انتخاب کرده و فایل مورد نظر را انتخاب کرده تا وارد برنامه اباکوس شود، مانند شکل زیر.

حال میتوان عملیات مربوطه را بر روی فایل انجام داد.


مرحله اول: وارد کردن فایل در نرم افزار
در مرحله اول که همان مرحله Part است ما توانستیم شکل را وارد اباکوس کنیم.

حال باید شکل دیوار را نیز طراحی کنیم که برای این کار با انتخاب گزینه

پنجره Creat Part ظاهر می شود و مانند شکل زیر تنظیمات مربوطه را بر روی ان انجام می دهیم

و شکل مقطع دیوار را طراحی میکنیم ودر نهایت دیواره به صورت زیر در می آید.

مرحله دوم: تعریف خواص در مدول Peroperty


در این مرحله ما باید برای شکل خود خواص تعریف کنیم که بدین منظور ابتدا شکل سپر را از قسمت Part انتخاب کرده و از نوار ابزار جانبی گزینه

را انتخاب کرده و در پنجره ظاهر شده با طی مسیر Mechanical > Elasticity خواص الاستیسیته صفحه را وارد میکنیم.

حال برای ساختن Section روی آیکن

در نوار ابزار جانبی کلیک کرده و در پنجره ظاهر شده نوع مدل را Shell و جنس آن را از قسمت Type به صورت Homogeneous تعریف کرده و Contonue کنید تا پنجره Edit Section ظاهر شده و در آن مطابق شکل زیر ضخامت را تعریف می کنیم:

سپس توسط گزینه

، یک Section ساخته شده را به آن اختصاص دهید.

برای دیواره ها همین مراحل را انجام می دهیم.



مرحله سوم: مونتاژ مجموعه در مدول Assembly

در این مرحله سپر را به فاصله ای از دیواره قرار می دهیم تا با سرعتm/s 9 پس از 1 ثانیه برخورد صورت گیرد.

بدین منظور، توسط گزینه

سپر و دیواره را در حالت Dependent وارد میکنیم. حال می بایست توسط دستور Translate Instance

فاصله گلوله از صفحه را ایجاد می کنیم.

مرحله چهارم: تعریف مراحل حل در مدول Step

با انتخاب گزینه

پنجره زیر ظاهر می شودکه مانند شکل تنظیمات مئرد نظر را انجام دهید

و زمانی که پنجره Edit Step ظاهر شد تنظیمات پیش فرض را پذیرفته و Ok می کنیم.

مرحله پنجم: تعریف خواص برخورد در مدول Interaction

می بایست خواص برخورد را در دو راستای مماس و عمود بر سطح تعریف کرد. بدین منظور گزینه

را در این مدول فشار داده و در پنجره ظاهر شده مرحله حل Initial و نوع Surface-to-Surface Contact (Standard) را انتخاب کرده و Continue کنید.

ابتدا سطح نیم کروی را انتخاب کنید و پس از زدن دکمه Done رنگی که سمت صفحه است را انتخاب کنید. حال برای انتخاب سطح صفحه، دکمه Surface را در نوار ابزار اعلان فشار دهید و سطح صفحه را انتخاب کرده و پس از زدن دکمه Done پنجره Edit Interaction ظاهر می شود.

حال در پنجره Edit Interaction گزینه Create را برای تعریف خواص برخورد کلیک کنید. در پنجره بعدی مطابق شکل زیر، حالت Contact را برای تعریف تماس اصطکاکی انتخاب کرده و Continue کنید تا پنجره Property Edit Contact ظاهر شود:

تماس در راستای مماس بر سطح، بدون اصطکاک می باشد. بدین منظور در این پنجره از منوی Mechanical گزینه Tangential Behavior را انتخاب کنید، و مطابق شکل روبرو ، حالت بدون اصطکاک را تنظیم کنید.

برای تعریف تماس در راستای عمود بر سطح که از رابطه هرتز بدیت آمده، در این پنجره مطابق شکل زیر ، از لیست Mechanical ، گزینه Normal Behavior را انتخاب کنید. و مانند شکل زیر تنظیمات را انجام می دهیم.

پس از Ok کردن پنجره ها، تعریف خواص تماسی به پایان می رسد.



مرحله ششم: اعمال شرایط مرزی و بارگذاری در مدول Load

در این مرحله با استفاده از گزینه BC > Create به مانند شکل زیر تنظیمات را انجام می دهیم.

بعد از زدن دکمه continue سطح دیواره را انتخاب میکنیم که بعد از زدن دکمه Done به مانند شکل زیر ENCASTRE را انتخاب میکنیم.

برای بار دوم نیز این مرحله را تکرار می کنیم.
BC > Create اما این بار به مانند شکل زیر تنظیمات را تغییر می دهیم.

بعد از زدن دکمه continue سطح سپر را انتخاب میکنیم که بعد از زدن دکمه Done به مانند شکل زیر تنظیمات را انجام می دهیم :

مرحله هفتم: مش بندی در مدول Mesh

ابتدا از قسمت Object و از لیست Part سپر را انتخاب میکنیم

بمنظور دانه بندی صفحه از مسیر Part Seed > Seed دانه بندی میکنیم.

سپس با استفاده از این ابزار

مش بندی را انجام میدهیم.

برای دیواره هم خکین روند را انجام می دهیم.

مرحله هشتم: حل مسأله در مدول Job

برای انجام تحلیل، به مدول Job رفته و پس از ساختن یک Job در پنجره Job Manager با فشردن کلید Submit مسأله را به دست تحلیل می سپاریم.

مرحله هشتم: مشاهده نتایج در مدول Visualization

برای مشاهده نتایج توزین تنش ، پس از رفتن به این مدول آیکن

شکل زیر بدست می اید.

[bigbang]

در این مثال فرآیند کشش عمیق ورق به صورت شبه استاتیک در یک مرحله توضیح داده شده است . مدل این مسئله شامل یک ورق که عمل تغییر شکل درآن صورت می گیرد، یک پانچ و یک قالب (که به عنوان سطح صلب در نظر گرفته می شوند) می باشد که در شکل زیر نشان داده شده است.
از آنجایی که مدل این فرآیند به صورت متقارن محوری می باشد، می توان از المان پوسته ای (shell element) به صورت متقارن استفاده کرد. در صورتی که از مدل متقارن صفحه ای استفاده شود، نمی توان اثر چین خوردگیا در مواقعی که تنش فشاری در جهت جانبی اهمیت دارد را بررسی کنیم.
با توجه به تاریخچه بارگذاری که از نتایج آنالیز فرآیند بدست می آید ، می توان از صحت انجام فرآیند کسب اطلاع کرد و برای بدست آوردن یک جواب ایده آل از چندین بار سعی و خطا در پارامترهای ورودی انجام داد.

پیش پردازنده (Post Processors):

1. مدل سازی در محیط Abaqus/CAE

• در محیط Abaqus/CAE از مدول part جهت انجام مدل سازی این فرآیند استفاده می کنیم. پس از انتخاب مدول part با استفاده از گزینه ی create part نام ونوع مدل جدید را تعیین می کنیم ، جهت مدل سازی ورق نام blank را در قسمت name از پنجره create part وارد کنید ونوع مدل ورق را deformable و در قسمت modeling space گزینه Axisymmetric را انتخب کنید. اصول مدل سازی را براساس wire می باشد ، برای تقریب شبکه بندی محیط ترسیم عدد 0.2 را وارد می کنید.

در محیط ترسیم با استفاده از آیکون create line خطی در راستای افق رسم کرده وبا استفاده از آیکون Add dimension اندازه 0.045 را به عنوان طول خط وارد می کنیم.

• جهت مدل کردن DIE بار دیگر از گزینه ی create part به ایجاد مدل جدید اقدام می کنیم.این بار نوع مدل را Analytical rigid و به صورت Axisymmetric در نظر می گیریم. جهت ایجا د پخ بر قالب از گزینه create fillet استفاده کنید.

[bigbang]

تحلیل قالب فورج با نرم افزار Abaqus

مراحل انجام این پروژه بصورت خلاصه چنین است:


ابتدا مدل قالب در نرم افزار کنیا (CATIA) رسم شد. سپس این مدل به نرم افزار آباکوس (Abaqus) وارد شد و تحلیل فورج برروی آن صورت گرفت و نتایج استخراج و خروجی ها نیز تهیه شد. بهترین مدل مش پس از انجام چندین تست، بصورت نمودار در نرم افزار Excel رسم شد و بهترین اندازه Mesh جهت تحلیل و شبیه سازی انتخاب شد. سپس مدل به نرم افزار PowerMill وارد شد و مراحل تراشکاری (فرزکاری) شبیه سازی شد و نهایتا جی کدها (G-Code) تهیه شد.

در شکل های زیر مراحل انجام تحلیل و شبیه سازی را میتوانید در هر مرحله ملاحظه نمایید.

رسم مدل قالب Forge در کتیا

مدل Part قالب Forge

شبیه سازی و تحلیل قالب Forge در Abaqus

تعین مناسب ترین اندازه Mesh

شبیه سازی ساخت قطعه توسط فرزکاری

تحلیل و شبیه سازی فورج یک قالب دیگر در نرم افزار LS Dyna نیز موجود است.

[bigbang]

Getting Started with Abaqus: Interactive Edition - iSites


Abaqus Example Problems Manual, vol1


Abaqus Example Problems Manual, vol2 - SHARCNet



Abaqus/CAE Dynamic Response Tutorial


Finite-Element Project ABAQUS Tutorial - TU Berlin


Abaqus Plane Stress Tutorial - Portland State University


ABAQUS for CATIA V5 Tutorials - SDC Publications