عناصر سیال هیدرواستاتیک: مدلسازی فنر هوا

این بخش دو نمونه از تجزیه و تحلیل فنرهای لاستیکی تقویت شده با طناب را نشان می دهد. تجزیه و تحلیل استاتیک در Abaqus/Standard و تجزیه و تحلیل شبه استاتیک در Abaqus/Explicit انجام می شود .

این صفحه در مورد:

هندسه و مدل
شرایط مرزی تقارن و انحنای پوسته اولیه
خواص مواد
در حال بارگذاری
نتایج و بحث
فایل های ورودی
مراجع
ارقام
محصولات Abaqus/Standard Abaqus/Explicit

فنرهای هوا محرک های لاستیکی یا پارچه ای هستند که ستونی از هوای فشرده را پشتیبانی می کنند و حاوی آن هستند. آنها به عنوان محرک پنوماتیک و جدا کننده ارتعاش استفاده می شوند. بر خلاف سیلندرهای پنوماتیک معمولی، فنرهای هوا فاقد پیستون، میله یا مهر و موم دینامیکی هستند. این باعث می شود که آنها برای کنترل بارگذاری و ضربه خارج از مرکز مناسب تر باشند. علاوه بر این، فنرهای هوا به طور قابل توجهی انعطاف پذیرتر از سایر انواع جداکننده هستند: فشار باد فنر را می توان تغییر داد تا بارها یا ارتفاعات مختلف را بدون به خطر انداختن بازده جداسازی جبران کند. دیلز (۱۹۹۲) بحث مختصری از کاربردهای عملی مختلف فنرهای هوا ارائه می دهد.

مثال اول یک مدل سه بعدی نیمه متقارن است که از المان های پوسته کرنش محدود برای مدل سازی فنر لاستیکی و میلگرد برای مدل سازی آرماتورهای فولادی چند لایه در غشای لاستیکی استفاده می کند. علاوه بر این، یک سطح سفت سه بعدی مبتنی بر عنصر برای تعیین تماس بین فنر هوا و مهره فلزی جانبی استفاده می شود. غشای لاستیکی تقویت شده با طناب با استفاده از یک مدل مواد هایپرالاستیک با میلگرد فولادی مدل سازی شده است.

مثال دوم یک نسخه دو بعدی متقارن محوری از مدل اول است که از عناصر پوسته متقارن محوری و کرنش محدود برای مدل‌سازی فنر لاستیکی تقویت‌شده با طناب و یک سطح سخت متقارن محوری مبتنی بر عنصر در تعریف تماس استفاده می‌کند. این مدل از یک بخش پوسته مرکب متشکل از یک لایه الاستیک نازک ارتوتروپیک که بین دو لایه هایپرالاستیک قرار گرفته است استفاده می کند. لایه ارتوتروپیک ویژگی های مکانیکی تعریف میلگرد مورد استفاده در مدل سه بعدی را نشان می دهد.

ثابت‌های مواد ارتوتروپیک با انجام آزمایش‌های ساده بر روی یک عنصر معمولی مدل سه‌بعدی به‌دست آمده‌اند. مدل پوسته سه بعدی از میلگرد با خواص مواد استفاده می کند که در ابتدا با ویژگی های بخش پوسته مرکب در مدل پوسته متقارن محوری یکسان است.

برای مقایسه، فایل‌های ورودی Abaqus/Standard که از عناصر غشایی کرنش محدود به جای عناصر پوسته کرنش محدود برای مدل‌سازی فنر لاستیکی تقویت‌شده با طناب استفاده می‌کنند، برای هر دو مدل متقارن محوری و سه‌بعدی گنجانده شده‌اند.

در تمام تحلیل‌ها، حفره فنر هوا با استفاده از قابلیت حفره سیال مبتنی بر سطح مدل‌سازی می‌شود ( درباره حفره‌های سیال مبتنی بر سطح را ببینید ) و هوای داخل حفره به‌عنوان سیال تراکم‌پذیر یا «پنوماتیک» مدل‌سازی می‌شود که قانون گاز ایده‌آل را برآورده می‌کند.