تحلیل پوسته مسطح (صفحه‌ای) – بخش ۲

اعمال بارگذاری و شرایط مرزی در تحلیل خمشی صفحه

پس از تعریف هندسه، خواص ماده و مقطع شل، برای تکمیل مدل‌سازی در Abaqus CAE باید بارگذاری و شرایط مرزی را تنظیم کرد.

۱. آماده‌سازی نقاط بارگذاری

• مشکل انتخاب نقاط: به دلیل ماهیت هندسی، در ابتدا امکان انتخاب دو نقطه خاص در لبه آزاد صفحه برای اعمال بارهای متمرکز وجود ندارد.
• ایجاد تقسیمات: برای حل این مشکل، صفحه به‌طور هندسی به دو بخش تقسیم می‌شود. این تقسیم‌بندی‌ها با ایجاد چهار نقطه داده (Data Points) با مختصات مشخص (با استفاده از ابزار Create Data Point) و سپس ترسیم خطوط تقسیم‌بندی در طول صفحه انجام می‌گیرد.
• نتیجه: نقاطی که خطوط تقسیم به لبه آزاد صفحه می‌رسند، به گره‌های قابل انتخاب (Selectable Nodes) تبدیل می‌شوند.

۲. تعریف شرایط مرزی

• ایجاد قید: یک شرط مرزی جدید با نام “Fixed” (ثابت) در ماژول Load ایجاد می‌شود.
• نوع قید: این قید از نوع جابجایی/چرخش (Displacement/Rotation) است و در مرحله Initial (اولیه) مدل اعمال می‌شود.
• اعمال محدودیت: لبه ثابت صفحه انتخاب شده و تمامی شش درجه آزادی محدود می‌شوند؛ یعنی هم جابجایی‌ها (U1، U2، U3) و هم چرخش‌ها (UR1، UR2، UR3) روی صفر تنظیم می‌شوند. این کار باعث می‌شود لبه در فضا کاملاً ثابت شود.

۳. اعمال بار متمرکز

• تعریف بار: یک بار جدید با نام “Plate Load” از نوع Concentrated Force تعریف و در مرحله Loading اعمال می‌شود.
• مقدار نیرو: دو نیروی متمرکز ۷۰۰۰ نیوتنی در جهت منفی Z (عمود بر صفحه) به دو نقطه‌ای که در اثر تقسیم‌بندی ایجاد شده‌اند، اعمال می‌گردد. مقدار نیروی CF3 (نیرو در جهت Z) برای هر نقطه روی منفی ۷۰۰۰ تنظیم می‌شود.

۴. مش‌بندی و گزارش‌گیری

• مش‌بندی: در ماژول Mesh، اندازه دانه (Seed Size) برای صفحه تعیین می‌شود. نوع المان به S4R (شل چهارگره‌ای با انتگرال‌گیری کاهش‌یافته) تغییر داده می‌شود. در نهایت، مش‌بندی اجرا و یک Job جدید ایجاد و برای تحلیل ارسال می‌گردد.
• گزارش‌گیری: برای بررسی نتایج، یک خروجی گزارش (Report Output) برای تنش‌های Mises (MESA) و جابجایی‌ها تنظیم می‌شود. می‌توان تنظیمات گزارش را برای مرتب‌سازی نزولی بر اساس تنش‌های MESA فعال کرد.

---

کلمات کلیدی

Abaqus CAE، بارگذاری متمرکز، شرایط مرزی ثابت، تقسیم هندسی، المان S4R، تنش Mises، تحلیل خمشی