۱۹-شعبده‌بازان روی تک‌چرخ‌ها – Abaqus/Explicit به طور خلاصه و Jugglers on Unicycles Abaqus Explicit in a Nutshell

۱۹-Jugglers on Unicycles – Abaqus/Explicit in a Nutshell

چکیده

گاهی اوقات حتی یک کد ضمنی قدرتمند مانند Abaqus/Standard برای مسائل غیرخطی دشوار شکست می‌خورد. در بسیاری از این موارد نادر، یک کد صریح مانند Abaqus/Explicit سلاح خوبی برای اضافه کردن به زرادخانه یک تحلیلگر پرشور است. روش‌های صریح قدرتمند هستند، اما به خوبی استفاده نمی‌شوند: از آنجا که اغلب در دوره‌های دانشگاهی نادیده گرفته می‌شوند، بسیاری از کاربران از به کارگیری آنها می‌ترسند. این سخنرانی اعتماد به نفس و دانش شما را در مورد تئوری و عمل این ابزار عالی افزایش می‌دهد، به طوری که طیف مسائلی که می‌توانید به عنوان یک مهندس شبیه‌سازی با آنها روبرو شوید، به طور قابل توجهی گسترش می‌یابد. به هر حال، Abaqus/Standard و Abaqus/Explicit هر دو Abaqus هستند!

نکات برجسته:

یادگیری تئوری یک کد صریح به روش سرگرم‌کننده
یادگیری بهترین شیوه‌ها برای یک کد صریح
یادگیری فیلتر کردن نتایج نویزی از یک کد صریح

سمینارهای الکترونیکی ۲۰۲۲ Abaqus #Abaqus Explicit #گفتگوی فنی

این گفتگوی فنی در همین پست، در انجمن SIMULIA ما برگزار خواهد شد و به شما امکان می‌دهد تا به صورت زنده با ارائه‌دهنده ما تعامل داشته باشید و همچنین بتوانید ارائه را در صورت تقاضا دوباره تماشا کنید.

Abaqus Explicit: کاوشی عمیق در شبیه‌سازی دینامیکی (2022X و 2023X)

آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که چگونه محصولات پیچیده و نوآورانه امروزی طراحی می‌شوند؟ پشت هر پیشرفت مهندسی، ابزارهای قدرتمندی مانند نرم‌افزار اجزای محدود Abaqus FEA نهفته‌اند. Abaqus، به عنوان هسته فناوری شبیه‌سازی سازه‌ای در داسو سیستمز، نقش حیاتی در تبدیل ایده‌ها به واقعیت ایفا می‌کند. این مقاله به بررسی عمیق و هیجان‌انگیزترین قابلیت‌ها و بهبودهای جدید اضافه شده به حل‌کننده‌های Abaqus در نسخه‌های 2022X و 2023X می‌پردازد. این به‌روزرسانی‌ها نتیجه تلاش‌های گسترده تیم تحقیق و توسعه Abaqus هستند که شامل متخصصان برجسته در زمینه‌هایی مانند مکانیک محاسباتی، علم مواد و دینامیک سازه می‌شوند.

هدف ما در Abaqus همواره افزایش دقت، سرعت و کارایی شبیه‌سازی‌ها بوده است. در ادامه، این پیشرفت‌ها را در دسته‌بندی‌های مختلف بررسی می‌کنیم.

بخوانید  17-مطالعه یکپارچه توسعه از طراحی مفهومی تا طراحی سازه‌ای تفصیلی برای حمل و نقل هوایی شهری و Unified Development Study from Conceptual to Detailed Structural Design for Urban Air Mobility

۱. مواد و مدل‌سازی پیشرفته: تعریف واقعیت با جزئیات بیشتر

در طول سال گذشته، Abaqus قابلیت‌های مدل‌سازی مواد خود را به طور قابل توجهی ارتقا داده است تا بتوانید رفتار مواد را با دقت بیشتری شبیه‌سازی کنید:

  • مدل‌های هایپرالاستیک جدید و بهبود یافته:
    • والیس-لندل (Yeoh-Landell) در Abaqus/Explicit: این مدل پیشرفته که بر اساس داده‌های آزمایشگاهی تعریف می‌شود، اکنون در حل‌کننده صریح (Explicit) نیز قابل استفاده است و به شما امکان می‌دهد پاسخ کششی و فشاری مواد لاستیکی را با دقت بی‌نظیری مدل‌سازی کنید. همچنین، قابلیت واردات بین حل‌کننده‌های استاندارد و صریح، گردش کار شما را آسان‌تر می‌کند.
    • مواد هایپرالاستیک ناهمسانگرد تخصصی: دو مدل جدید Helpoul Ogden Anisotropic Hyperelastic برای بافت‌های بیولوژیکی (مانند بافت قلب) و Kichki Schmid Anisotropic Hyperelastic برای الاستومرهای تقویت‌شده (مانند لاستیک‌های صنعتی) اضافه شده‌اند. این مدل‌ها برای کاربردهایی نظیر دستگاه‌های پزشکی و مهندسی تایر، بینش‌های ارزشمندی را فراهم می‌کنند.
  • پیشرفت در خشک شدن چسب (Adhesive Curing): رابط کاربری ساده‌تر شده، خروجی‌های جدیدی برای وضعیت پخت مواد اضافه شده و پشتیبانی از رویه‌های کوپل شده مکانیکی و ویسکوکوسیت اکنون امکان‌پذیر است. این قابلیت به شما امکان می‌دهد تا فرآیندهای پیچیده پخت چسب را با دقت بیشتری مدل‌سازی کنید.
  • قابلیت‌های دیگر:
    • پلاستیسیته کلاهک (Cap Plasticity) بر اساس چگالی نسبی: ایده‌آل برای مدل‌سازی فرآیندهای فشرده‌سازی در صنایع داروسازی.
    • مدل‌های پیشرفته Drucker-Prager: اکنون خروجی‌های دقیق‌تری برای تنش تسلیم در دسترس است.
    • ویسکوالاستیسیته ناهمسانگرد در حوزه فرکانس: برای مدل‌سازی میرایی وابسته به فرکانس در مواد کامپوزیت و سیستم‌های ارتعاشی.
    • تعریف مستقیم مواد ایزوتروپیک عرضی: فرآیند تعریف این نوع مواد خاص را برای مهندسان کامپوزیت ساده‌تر می‌کند.

۲. شبیه‌سازی باتری: گامی بلند در فناوری انرژی

Abaqus به طور فزاینده‌ای بر شبیه‌سازی باتری تمرکز کرده است، چرا که این حوزه نیاز به مدل‌سازی چندفیزیکی (Multiphysics) پیچیده‌ای دارد:

  • مدل‌سازی دقیق‌تر باتری‌ها: اکنون می‌توانید اثرات فشار ضعیف (Pore Pressure) را در شبیه‌سازی‌های الکتروشیمیایی و جابجایی-دمایی کوپل شده لحاظ کنید، که برای مدل‌سازی تورم و رفتار یون‌ها در باتری‌ها حیاتی است.
  • پشتیبانی از باتری‌های آند لیتیوم جامد: مدل‌سازی تخصصی رابط بین جداکننده و آند لیتیوم جامد، پیشرفت مهمی در این فناوری نوظهور است.
  • المان‌های چندفیزیکی جدید: المان‌های جدیدی اضافه شده‌اند که مدل‌سازی اشکال پیچیده‌تر باتری را آسان‌تر می‌کنند و امکان در نظر گرفتن جذب یون‌های لیتیوم را فراهم می‌آورند.
  • کنترل گام (Step Control): یک قابلیت جدید و بسیار کاربردی که به شما اجازه می‌دهد تا پایان یک مرحله تحلیل را بر اساس مقادیر خاصی از نتایج شبیه‌سازی کنترل کنید. این ویژگی، نیاز به برنامه‌نویسی پیچیده (UAMP) را برای چرخه‌های شارژ/دشارژ باتری و سایر سناریوهای وابسته به پاسخ مدل از بین می‌برد.
  • نقشه‌برداری میدان‌های متغیر با زمان: اکنون می‌توانید میدان‌های خارجی (مانند دما یا سرعت) را که در طول زمان تغییر می‌کنند، از یک تحلیل به تحلیل صریح دیگر نگاشت (Map) کنید. این امکان، کوپلینگ‌های پیچیده بین تحلیل‌های مختلف را تسهیل می‌کند.
بخوانید  3- تحول در توسعه فناوری پزشکی با تکنیک‌های پیشرفته شبیه‌سازی-Transforming Medical Technology Development with Advanced Simulation Techniques

۳. بهبودهای عملکرد و پایداری: سریع‌تر، قوی‌تر، دقیق‌تر

عملکرد همواره یک اولویت اصلی در Abaqus بوده است، و پیشرفت‌های اخیر در این زمینه قابل توجه است:

  • موازی‌سازی بسته‌بندی‌کننده (Packager) در Explicit: مرحله آماده‌سازی مدل برای حل‌کننده Explicit اکنون به صورت موازی اجرا می‌شود، که زمان راه‌اندازی شبیه‌سازی‌های بزرگ را به شدت کاهش می‌دهد.
  • افزایش سرعت شبیه‌سازی‌های کوپل شده اوولری-لاگرانژی (CEL): عملکرد این نوع شبیه‌سازی‌ها، مانند مدل‌سازی هیدروپلنینگ تایر، به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
  • AL Multi با موازی‌سازی چند دامنه‌ای: این قابلیت، سرعت محاسبات برای دامنه‌های اوولری را افزایش می‌دهد و امکان تحلیل مدل‌های بزرگ‌تر را فراهم می‌آورد.
  • معیارهای همگرایی بهینه شده: برای مدل‌هایی با اجسام صلب، از باقیمانده گره‌ای نرمال‌شده (Normalized Nodal Residual) استفاده می‌شود تا از همگرایی بیش از حد سخت‌گیرانه که می‌تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد، جلوگیری شود.
  • مقیاس‌بندی انبوه تماس (Contact Mass Scaling): این ویژگی جدید به شما امکان می‌دهد تا جرم را به نواحی تماس اضافه کنید تا پایداری گام زمانی تحلیل را حفظ کنید، حتی زمانی که سختی تماس بالایی را اعمال می‌کنید. این امر به کاهش نفوذ بیش از حد کمک کرده و در عین حال زمان تحلیل را مدیریت می‌کند.

۴. تماس و محدودیت‌ها: بهبود تعاملات پیچیده

تماس، یکی از پیچیده‌ترین جنبه‌های شبیه‌سازی، نیز شاهد پیشرفت‌هایی بوده است:

  • تماس عمومی (General Contact) به عنوان استاندارد: به شدت توصیه می‌شود که در Abaqus/Explicit از تماس عمومی استفاده کنید. این فرمولاسیون عملکرد بهتری دارد، مقیاس‌پذیری موازی بسیار بهتری ارائه می‌دهد، تنظیم آن آسان‌تر است و به طور مداوم در حال توسعه است.
  • بهبود ردیابی چین‌خوردگی (Fold Tracking) در شبیه‌سازی کیسه هوا: رفتار پیش‌فرض ردیابی چین‌خوردگی در کیسه‌های هوا بهبود یافته است، که نیاز به تعریف کنترل‌های تماسی پیچیده را از بین می‌برد و منجر به نتایج فیزیکی‌تر می‌شود.
  • توصیه برای استفاده از سطوح مبتنی بر عنصر: استفاده از سطوح مبتنی بر عنصر (Element-Based Surfaces) به جای سطوح مبتنی بر گره، نتایج پایدارتر و دقیق‌تری در تحلیل‌های تماس فراهم می‌کند.
بخوانید  26-مدیریت بارهای غیرخطی چندگانه و بارگذاری مستقل از تاریخچه در آباکوس و Managing Multiple Nonlinear Loads and History Independent Loading in Abaqus

۵. بهبودهای فناوری پرتو (Beam Technology)

  • میلگرد (Rebar) در Abaqus/Explicit: قابلیت مدل‌سازی میلگردها اکنون در حل‌کننده صریح نیز در دسترس است، که امکان تحلیل دقیق سازه‌های بتن مسلح تحت بارهای دینامیکی (مانند زلزله) را فراهم می‌کند.
  • افست مقطع تیر (Beam Section Offset): این ویژگی که به شما امکان می‌دهد پرتو را از محور المان جابجا کنید، اکنون در Abaqus/Explicit نیز قابل استفاده است.

نتیجه‌گیری: قدرت Abaqus در دستان شما

پیشرفت‌های اخیر در Abaqus نشان‌دهنده تعهد داسو سیستمز به ارائه ابزارهای شبیه‌سازی پیشرفته و کارآمد است. این ویژگی‌های جدید به شما امکان می‌دهند تا مدل‌های پیچیده‌تر را با سرعت و دقت بیشتری حل کنید، که در نهایت به تسریع فرآیند طراحی، کاهش هزینه‌ها و نوآوری در صنایع مختلف کمک می‌کند.

آیا سوالی در مورد نحوه بهره‌گیری از این قابلیت‌های جدید در پروژه‌های شبیه‌سازی خود دارید؟ تیم ما آماده راهنمایی شماست.

/توسط