بایگانی ماه اردیبهشت, 1404

این مثال، تحلیل‌های ترمومکانیکی متوالی از ساخت‌های رسوب انرژی هدایت‌شده از یک سازه دیواره نازک بر روی یک زیرلایه معلق را نشان می‌دهد. مدل در این مسئله بر اساس آزمایش‌های منتشر شده ایجاد شده است (دنلینگر و همکاران، ۲۰۱۵). نتایج پیش‌بینی‌شده از تاریخچه دما و اعوجاج در طول چاپ، با اندازه‌گیری‌های تجربی مطابقت خوبی دارند.

این مثال ویژگی‌ها و تکنیک‌های زیر را در Abaqus نشان می‌دهد :

با استفاده از خواص حرارتی و مکانیکی وابسته به دما؛
انجام شبیه‌سازی ترمومکانیکی فرآیندهای تولید افزایشی، شامل تکنیک‌های فعال‌سازی تدریجی المان، گرمایش تدریجی توسط شار حرارتی غیریکنواخت متحرک، و سرمایش تدریجی روی سطوح آزاد در حال تکامل؛ و
با استفاده از تکنیک‌های خاص برای تولید افزایشی.
در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
تحلیل انتقال حرارت
تحلیل استاتیکی سازه‌ها
بحث نتایج و مقایسه موارد
فایل‌ها
منابع
جداول
ارقام
محصولات آباکوس/استاندارد

توضیحات برنامه
فناوری تولید افزایشی ( AM ) انقلابی در طراحی و تولید ایجاد کرده است. رسوب انرژی هدایت‌شده ( DED ) یکی از فناوری‌های رایج تولید افزایشی است. در طول رسوب انرژی هدایت‌شده، ماده توسط یک نازل نصب‌شده بر روی یک بازوی چندمحوره رسوب داده می‌شود و به‌طور همزمان توسط یک منبع گرما (مانند لیزر یا پرتو الکترونی) ذوب می‌شود. ماده جدید اضافه شده و به صورت لایه به لایه جامد می‌شود تا زمانی که قطعه سه‌بعدی مورد نظر ساخته شود.

این مسئله‌ی نمونه، ساخت یک سازه‌ی دیواره نازک را بر روی یک زیرلایه‌ی کنسول‌دار با استفاده از فرآیند رسوب انرژی هدایت‌شده شبیه‌سازی می‌کند (Denlinger و همکاران، ۲۰۱۵). دستگاه آزمایش شامل یک گیره‌ی آلومینیومی، یک زیرلایه و یک دیواره است که باید روی مرکز زیرلایه ساخته شود. زیرلایه و دیواره از آلیاژ اینکونل نیکل-کروم ۶۲۵ ساخته شده‌اند.

این مثال استفاده از خوشه‌بندی در روش المان گسسته ( DEM ) در آباکوس را نشان می‌دهد .

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
فایل‌ها
ارقام

توضیحات برنامه
در این مثال، رسوب یک دسته شن روی یک سطح را شبیه‌سازی می‌کنیم.

شن تجاری با خرد کردن سنگ‌ها و درجه‌بندی سنگدانه‌های خرد شده بر اساس اندازه به دسته‌هایی تولید می‌شود. در کارخانه‌های جابجایی مواد، سنگدانه‌های سنگی توسط تسمه‌های نقاله حمل و روی یک سطح رسوب می‌کنند. سنگدانه‌های سنگی به ندرت کروی شکل هستند و شکل و اندازه سنگدانه‌ها بر تعامل تماسی بین سنگدانه‌ها تأثیر می‌گذارد. به طور کلی، درهم‌تنیدگی دانه‌های نامنظم بر رفتار حجمی مواد دانه‌ای تأثیر می‌گذارد.

برای بهبود دقت تحلیل المان گسسته، توصیف شکل و اندازه دانه‌ها تا حد امکان دقیق، مهم است. در این مثال ساده، مجموعه‌ای از سنگدانه‌های آهکی تحت بارگذاری ثقلی روی یک کف صلب رها می‌شوند. ما از خوشه‌بندی ذرات برای توصیف شکل غیرکروی سنگدانه‌ها استفاده می‌کنیم.

این مثال، پاسخ یک میراگر ویسکوالاستیک را تحت بارگذاری چرخه‌ای با ماده میراگر مدل‌سازی شده به عنوان یک ماده ویسکوالاستیک خطی با استفاده از یک سری پرونی کالیبره شده برای ثبت دقیق پاسخ هیسترزیس بررسی می‌کند.

ویژگی‌ها و تکنیک‌های زیر در Abaqus نشان داده شده است:

با استفاده از ویسکوالاستیسیته سری پرونی برای در نظر گرفتن هیسترزیس ماده،

با استفاده از مدل ماده ترمورئولوژیکی ساده ( TRS ) برای در نظر گرفتن وابستگی دما در یک ماده ویسکوالاستیک،

محاسبه گرمای تولید شده توسط اتلاف انرژی مکانیکی از طریق تحلیل کوپل شده دما-جابجایی، و

مقایسه پاسخ سازه‌ای که تغییر شکل‌های بزرگ را با استفاده از مدل‌های ماده الاستیک یا فوق الاستیک تجربه می‌کند.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
بحث نتایج و مقایسه موارد
تقدیرنامه‌ها
فایل‌های ورودی
منابع
جداول
ارقام

توضیحات برنامه
یکی از ابزارهایی که معمولاً در Abaqus برای مدل‌سازی رهایش تنش در مواد ویسکوالاستیک استفاده می‌شود، سری Prony است. با این حال، استفاده از سری Prony برای مدل‌سازی رهایش تنش در مواد مستهلک‌کننده اغلب منجر به پیش‌بینی کمتر از حد اندازه حلقه هیسترزیس برای ماده در هنگام بارگذاری چرخه‌ای می‌شود (Dalrymple و همکاران، ۲۰۰۷). اگر هم رهایش تنش و هم رفتار هیسترزیس یک ماده معین باید به طور دقیق مدل‌سازی شوند، یک مدل ماده پیچیده‌تر، مانند مدل چارچوب رئولوژیکی موازی، مورد نیاز است. با این حال، در برخی از سازه‌ها، پاسخ رهایش تنش ممکن است نسبت به اتلاف انرژی هیسترزیس تحت بارگذاری چرخه‌ای از اهمیت ثانویه برخوردار باشد. در چنین مواردی، کالیبراسیون ضرایب سری Prony به روشی که پاسخ هیسترزیس ماده را به طور دقیق ثبت کند، با هزینه مدل‌سازی دقیق پاسخ رهایش تنش، می‌تواند منطقی باشد. در این مثال، پاسخ یک میراگر ویسکوالاستیک تحت بارگذاری چرخه‌ای بررسی می‌شود. ماده میراگر به عنوان یک ماده ویسکوالاستیک خطی با یک سری Prony کالیبره شده برای ثبت دقیق پاسخ هیسترزیس مدل‌سازی می‌شود.

یکی از ویژگی‌های برجسته مواد میراگر، توانایی آنها در تبدیل انرژی مکانیکی به اشکال دیگر انرژی، معمولاً گرما، است. با این حال، پاسخ مکانیکی این مواد اغلب به دما بسیار حساس است. این تحلیل، اهمیت در نظر گرفتن وابستگی متقابل تولید و انتقال گرما با پاسخ مکانیکی را از طریق استفاده از یک تحلیل ترمومکانیکی کاملاً کوپل شده بررسی می‌کند.

این مثال انتقال حرارت رسانایی، همرفتی و تابشی یک منیفولد اگزوز را نشان می‌دهد.

ویژگی‌های زیر در Abaqus نشان داده شده است:

محاسبه انتقال حرارت حالت پایدار در منیفولد اگزوز،

مقایسه نتایج برای فرمولاسیون‌های انتقال حرارت تابشی با استفاده از شرایط تابش حفره و تابش دمای متوسط، و

با استفاده از شرایط فیلم برای شبیه‌سازی انتقال حرارت همرفتی از گازهای خروجی.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
بحث نتایج و مقایسه موارد
فایل‌های ورودی
جداول
ارقام

توضیحات برنامه
انتقال حرارت در منیفولدهای اگزوز موتور تحت تأثیر سه اثر است: رسانش از طریق فلز، همرفت از گازهای خروجی داغ و تبادل تابشی بین قسمت‌های مختلف سطح فلز. این مثال محاسبه حالت حرارتی تعادلی یک منیفولد را تحت تأثیر این اثرات نشان می‌دهد. واحدهای طول در این مثال میلی‌متر هستند؛ در غیر این صورت، از واحدهای متریک استاندارد استفاده می‌شود.

این روش شامل یک مرحله انتقال حرارت واحد است که در آن شرایط بارگذاری حرارتی از صفر افزایش می‌یابد. محدودیت‌های مرزی روی فلنج‌های منیفولد، ساده‌سازی شده‌ی محدودیت‌هایی است که در شرایط عملیاتی تجربه می‌شوند: دما در سرسیلندر و خروجی ثابت هستند. همرفت ناشی از انتقال حرارت از اگزوز داغ در سطوح داخلی لوله‌های منیفولد اعمال می‌شود. تابش بین سطوح داخلی لوله‌ها با استفاده از چندین روش مدل‌سازی می‌شود: روش تابش حفره، با و بدون تجزیه موازی حفره فعال، و با استفاده از شرایط تابش دمای متوسط.

این مثال نحوه مدل‌سازی قیود مرزی متغیر با قابلیت بارگذاری مونتاژ از پیش تعیین‌شده در Abaqus را نشان می‌دهد .

در این صفحه بحث می‌شود:

هندسه و مدل
بارگذاری و محدودیت‌های مرزی
نتایج و بحث
فایل‌های ورودی
ارقام
محصولات آباکوس/استاندارد

منیفولدهای اگزوز موتور معمولاً در حین کار و هنگام خاموش شدن در معرض چرخه‌های حرارتی شدید قرار دارند. انبساط و انقباض حرارتی منیفولد توسط تعامل آن با سرسیلندر موتور که به آن پیچ شده است، محدود می‌شود. این محدودیت‌ها، عمر خستگی ترمومکانیکی منیفولد را تعیین می‌کنند.

روش مونتاژ اولیه شامل پیچ کردن فلنج‌های منیفولد به سر موتور با نیروهای پیچ از پیش تعیین‌شده است که تنش‌های محوری یکنواختی را در پیچ ایجاد می‌کنند. تحت شرایط عملیاتی بعدی مانند چرخه حرارتی و خزش، این نیروهای پیچ ممکن است افزایش یا کاهش یابند، که احتمالاً فشارهای نرمال را تغییر می‌دهد و منجر به لغزش جانبی بین سر موتور و فلنج‌های منیفولد می‌شود. بنابراین، محدودیت‌های مرزی روی فلنج‌های منیفولد تابعی از پاسخ کل مجموعه به شرایط عملیاتی آن است. به این ترتیب، این محدودیت‌های مرزی را نمی‌توان از قبل تعیین کرد . این مثال نحوه شبیه‌سازی این محدودیت‌های مرزی متغیر را با قابلیت بارگذاری مونتاژ از پیش تعیین‌شده در Abaqus نشان می‌دهد .

سناریوی مسئله شامل سه مرحله است:

برای بستن منیفولد اگزوز به سرسیلندر، بارهای پیچ و مهره‌ای تعیین‌شده را اعمال کنید.

مجموعه را تحت توزیع دمای عملیاتی حالت پایدار قرار دهید.

مجموعه را به شرایط دمای محیط برگردانید.