بایگانی دسته ی انتقال حرارت و تحلیل تنش حرارتی و روش‌های ذرات

این مثال استفاده از روش المان گسسته ( DEM ) در آباکوس را برای تحلیل اختلاط محیط‌های ذرات مختلف در یک آسیاب غلتشی نشان می‌دهد.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
مورد ۱: تماس غیرچسبنده بین گلوله‌های سنگ آهک
مورد ۲: تماس چسبنده بین گلوله‌های پلی‌اتیلن
بحث نتایج و مقایسه موارد
فایل‌های ورودی
منابع
ارقام

توضیحات برنامه
میکسرهای استوانه‌ای دوار و آسیاب‌های غلتشی برای آسیاب کردن، مخلوط کردن و خشک کردن سنگ معدن و مواد دانه‌ای استفاده می‌شوند. چنین کاربردهایی را می‌توان در طیف وسیعی از بخش‌های صنعتی مانند معدن یافت. عوامل متعددی (از جمله شکل، اندازه، چگالی و سختی تماس ذرات؛ اصطکاک؛ چسبندگی بین ذرات، سرعت چرخش؛ و شیب محور استوانه) بر میزان اختلاطی که در یک زمان معین حاصل می‌شود، تأثیر می‌گذارند. این عوامل همچنین بر میزان انرژی مورد نیاز برای کار میکسر تأثیر می‌گذارند. روش المان گسسته ( DEM ) ابزاری مفید برای درک تأثیر این عوامل بر فرآیند اختلاط است. این مثال استفاده از DEM را برای تجزیه و تحلیل اختلاط محیط‌های دانه‌ای با رفتار تماسی غیرچسبنده و همچنین چسبنده نشان می‌دهد.

این مثال رفتار حرارتی و تنشی ناحیه بسته شدن پیچ و مهره‌ای یک مجموعه مخزن راکتور هسته‌ای را بررسی می‌کند.

ویژگی‌های زیر در Abaqus برای تحلیل انتقال حرارت و تنش استاتیک نشان داده شده است:

تعیین قوانین شبکه‌بندی مجدد تطبیقی ​​در نواحی مختلف یک مدل در یک مرحله تحلیل خاص؛

استفاده از یک فرآیند خودکار برای شبکه‌بندی مجدد مدل به صورت تطبیقی ​​بر اساس قوانین شبکه‌بندی مجدد مشخص شده؛ و

نمایش نتایج نشانگر خطا به عنوان وسیله‌ای برای ارزیابی کیفیت شبکه.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
تحلیل انتقال حرارت
تحلیل سازه‌ای
بحث نتایج و مقایسه موارد
فایل‌ها
منابع
جداول
ارقام

توضیحات برنامه
مجموعه مخزن، مرز فشار اطراف هسته سوخت را تشکیل می‌دهد. این مثال، قدرت تحمل شرایط بارگذاری زیر را در نظر می‌گیرد:

بار پیش تنیدگی در پیچ‌های گل‌میخ،

فشار داخلی ثابت، و

نرخ گرمایش/سرمایش مشخص شده.

این شرایط بارگذاری، اساسی‌ترین الزامات طراحی یک مخزن رآکتور را پوشش می‌دهد. تغییر دمای کوتاه و سریع یکی از شدیدترین موارد بارگذاری است و در این مثال مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در بخش‌های بعدی از سیستم بین‌المللی واحدها ( SI ) برای توصیف مدل استفاده خواهد شد. خود تحلیل با واحدهای انگلیسی انجام می‌شود. مدل و تحلیل از جزئیات رآکتور آب تحت فشار Shippingport (1958) گرفته شده است.

این مثال نحوه استفاده از عناصر واشر را برای مدل‌سازی یک اتصال واشردار پوشش منیفولد خنک‌کننده نشان می‌دهد.

در این صفحه بحث می‌شود:

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

واشرهای موتور برای آب‌بندی سطوح جفت شونده اجزای موتور استفاده می‌شوند تا یکپارچگی سیستم بسته را در طیف وسیعی از بارهای عملیاتی و شرایط محیطی حفظ کنند. عملکرد نامناسب واشر منجر به کاهش فشار موتور و نشت سیال می‌شود که منجر به تخریب عملکرد موتور و آسیب احتمالی به موتور می‌شود. واشر، فلنج‌های اجزای موتور و بست‌ها – که در مجموع به عنوان اتصال واشردار شناخته می‌شوند – باید هنگام تعیین عملکرد آب‌بندی سیستم به عنوان یک واحد در نظر گرفته شوند زیرا اکثر اتصالات واشردار به دلیل فاصله غیر یکنواخت پیچ‌ها و اعوجاج فلنج در طول مونتاژ و بارگذاری عملیاتی بعدی، توزیع تنش تماسی یکنواختی ندارند.

واشرهای موتور اغلب ساختارهای هندسی پیچیده‌ای از مواد مهندسی مختلف هستند و در معرض کرنش‌های فشاری بزرگی قرار دارند. پاسخ فشاری واشر بسیار غیرخطی است. چنین پیچیدگی‌هایی، مدل‌سازی دقیق واشرها با المان‌های پیوسته را هنگام تجزیه و تحلیل مجموعه‌های کامل دشوار و غیرعملی می‌کند.

آباکوس (Abaqus) دارای دسته‌ای اختصاصی از المان‌ها به نام المان‌های واشر است که مدل‌سازی چنین اجزایی را ساده می‌کند و در عین حال اجزای اساسی پاسخ غیرخطی را حفظ می‌کند. استفاده معمول از این المان‌های واشر شامل نمایش جدولی رابطه فشار در مقابل بسته شدن در جهت ضخامت واشر است. مدل‌های فشار در مقابل بسته شدن موجود در آباکوس ، مدل‌سازی رفتارهای بسیار پیچیده واشر، از جمله الاستیسیته غیرخطی، تغییر شکل پلاستیک دائمی و بارگذاری/باربرداری در مسیرهای مختلف را امکان‌پذیر می‌سازد. این رفتارها معمولاً مستقیماً از داده‌های آزمایش کالیبره می‌شوند. به این ترتیب، یک واشر پیچیده را می‌توان به طور مؤثر با استفاده از یک المان واشر در جهت ضخامت مدل‌سازی کرد.

در این مثال، یک واشر فوم کاغذی با مهره سیلیکونی چاپ سیلک اسکرین بین منیفولد ورودی پایینی موتور و پوشش منیفولد خنک‌کننده فشرده شده است. پوشش منیفولد خنک‌کننده، مجاری خنک‌کننده منیفولد ورودی پایینی را آب‌بندی می‌کند تا خنک‌کننده بتواند به سرسیلندرها توزیع شود. نمای انفجاری از مدل اتصال واشردار در شکل ۱ نشان داده شده است . این مدل شامل دو پیچ فولادی، یک پوشش منیفولد خنک‌کننده آلومینیومی، یک واشر فوم کاغذی با مهره سیلیکونی و – برای سادگی – تنها بخشی از منیفولد ورودی پایینی است که از فولاد تشکیل شده است. شرایط تقارن، ساختار را به یک مدل نصفه کاهش می‌دهد. اتصال واشردار تحت شرایط بارگذاری مکانیکی و محیطی زیر قرار می‌گیرد:

توالی بارگذاری پیچ برای بستن اتصال را شبیه‌سازی کنید.

مجموعه را تا حداکثر دمای عملیاتی گرم کنید و فشار حفره داخلی را اعمال کنید.

ضمن حفظ فشار حفره داخلی، مجموعه را تا حداقل دمای عملیاتی خنک کنید.

با حذف فشار داخلی، مجموعه را به شرایط محیطی برگردانید.

مفصل واشردار را جدا کنید.

این مثال، تحلیل ترمومکانیکی کوپل شده متوالی یک ترمز دیسکی را با استفاده از رویکرد اویلری نشان می‌دهد.

در این صفحه بحث می‌شود:

هندسه و مدل
خواص مواد
شرح مشکل و بارگذاری
کنترل‌های راه‌حل
نتایج و بحث
تقدیرنامه‌ها
فایل‌های ورودی
منابع
ارقام

پیش‌بینی خستگی و خرابی سیستم ترمز دیسکی در ارزیابی عملکرد محصول اساسی است. ترمزهای دیسکی با فشار دادن مجموعه‌ای از لنت‌های ترمز به یک دیسک چرخان عمل می‌کنند. اصطکاک بین لنت‌ها و دیسک باعث کاهش سرعت می‌شود. سپس سیستم ترمز انرژی جنبشی حرکت خودرو را به گرما تبدیل می‌کند. تغییرات شدید دما و همچنین بارگذاری‌های مکانیکی باعث تغییر شکل غیرالاستیک و تنش کششی محیطی در دیسک می‌شوند که در نهایت ممکن است منجر به خرابی دیسک شود.

روش سنتی تحلیل این نوع مسئله، استفاده از رویکرد لاگرانژی است که در آن شبکه مورد استفاده برای گسسته‌سازی دیسک، نسبت به مجموعه ترمز می‌چرخد. از آنجایی که معمولاً برای رسیدن به حالت مورد نظر تحلیلگر، به چرخش‌های زیادی نیاز است، این رویکرد بسیار گران و دست و پا گیر است. قابلیت تحلیل انتقال حالت پایدار در Abaqus/Standard ( تحلیل انتقال حالت پایدار )، که از روش اویلری استفاده می‌کند که در آن شبکه المان محدود دیسک نسبت به مجموعه ترمز نمی‌چرخد، بلکه ماده از طریق شبکه “جریان” می‌یابد، یک رویکرد جایگزین مقرون به صرفه را ارائه می‌دهد. مسیرهایی که نقاط ماده از طریق شبکه طی می‌کنند، خطوط جریان نامیده می‌شوند. این توصیف سینماتیکی، مسئله ترمز دیسکی متحرک را به یک شبیه‌سازی کاملاً وابسته به مکان تبدیل می‌کند. بنابراین، شبکه باید فقط در یک ناحیه ثابت که لنت‌های ترمز در ابتدا با دیسک در تماس هستند، اصلاح شود.