مدل‌سازی تماس (روش جفت‌های تماس) – بخش 1

کلمات کلیدی: Abaqus، مدل‌سازی تماس، قید سطح به سطح، مونتاژ، فولاد، آلومینیوم، تحلیل غیرخطی

---

مدل‌سازی تماس و مونتاژ قطعات در Abaqus CAE

تحلیل شبیه‌سازی تماس (Contact Simulation) شامل مدل‌سازی سه قطعه قابل تغییر شکل سه‌بعدی و تعریف خواص مواد و موقعیت‌های نسبی آن‌ها در محیط Abaqus CAE است¹¹¹¹¹.

۱. ایجاد قطعات (Parts)

سه قطعه سه‌بعدی از نوع اکستروژن جامد قابل تغییر شکل ساخته می‌شوند²²²²²²:

• پلانک (Plank): یک قطعه ساده با استفاده از ابزار رسم خط طراحی شده است³³³³.

• بلوک منحنی (Curved Block): با استفاده از ترکیب یک دایره و یک مستطیل و برش قسمت‌های اضافی، یک پروفیل منحنی ایجاد می‌شود⁴.

• بلوک مستطیلی (Rectangular Block): یک اکستروژن ساده مستطیلی⁵.

---

۲. تعریف مواد و مقاطع (Materials and Sections)

دو ماده برای این قطعات تعریف شده و سپس مقاطع متناظر به آن‌ها اختصاص داده می‌شوند^{6666666666666666}:

ماده	چگالی	مدول یانگ	نسبت پواسون	قطعه اختصاص‌یافته
فولاد (AISI-10005)	۷۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب 7	۲۰۰ گیگاپاسکال 8	۰.۲۹ 9	بلوک منحنی و بلوک مستطیلی 10
آلومینیوم (۲۰۲۴ T3)	۲۷۷۰ کیلوگرم بر متر مکعب 11	۷۳.۱ گیگاپاسکال 12	۰.۳۳ 13	پلانک 14

---

۳. مونتاژ و موقعیت‌یابی (Assembly and Positioning)

در ماژول Assembly، نمونه‌های وابسته از قطعات ایجاد می‌شوند¹⁵. برای تنظیم موقعیت دقیق قطعات نسبت به یکدیگر از ابزار قید سطح به سطح (Surface-to-Surface Constraint) استفاده می‌شود:

1. جابجایی عمودی (Z-axis): سطح زیرین بلوک منحنی و سطح پایینی پلانک با فاصله ۲۵ متر هم‌راستا می‌شوند.
2. جابجایی افقی (X-axis): از قید سطح (Face Constraint) برای هم‌راستا کردن سطح کناری قطعات و جابجایی آن‌ها در امتداد محور X استفاده می‌شود. در این مدل، یک جابجایی منفی ۳۰ متر برای اصلاح موقعیت اولیه بلوک منحنی اعمال شده است.
3. افزودن قطعه سوم: در نهایت، بلوک مستطیلی نیز به مجموعه اضافه می‌شود.

---

۴. تعریف مراحل تحلیل (Analysis Steps)

برای انجام تحلیل تماس، سه مرحله در نظر گرفته شده است:

• مرحله ابتدایی (Initial): تنظیمات اولیه.
• مرحله ایجاد تماس (Contact Creation): این مرحله جداگانه برای تنظیم اولیه تماس و آماده‌سازی شرایط مرزی ضروری است.
• مرحله اعمال نیرو (Force Application): اعمال بارهای نهایی.

وجود یک مرحله جداگانه برای ایجاد تماس به دلیل ماهیت غیرخطی و گسسته بودن تماس است تا از تکرارهای شدید ناپیوستگی در تحلیل جلوگیری شود.