Design sensitivity analysis of a composite centrifuge

این مثال از قابلیت تحلیل حساسیت طراحی در Abaqus/Design برای بررسی چگونگی وابستگی پاسخ‌های کلیدی سازه به پارامترهای طراحی مانند ضخامت لایه‌های کامپوزیتی، زوایای لایه‌گذاری، چگالی صفحات انتهایی سانتریفیوژ و نقص‌های هندسی استفاده می‌کند. بسیاری از صنایع از سانتریفیوژها برای جداسازی آلاینده‌ها در طول فرآیندهای تصفیه استفاده می‌کنند. راندمان فرآیند تصفیه مستقیماً با سرعت چرخش مرتبط است. در نتیجه، محفظه سانتریفیوژ به گونه‌ای طراحی شده است که سفت باشد تا شکل خود را حفظ کند و سبک باشد تا خودتنش ناشی از بارهای گریز از مرکز را کاهش دهد.

در این صفحه بحث می‌شود:

هندسه و مدل
مواد
پارامترهای طراحی و نرمال‌سازی
نتایج و بحث
فایل‌های ورودی
جداول
ارقام

dsacentrifuge_freq.inp
آنالیز فرکانس سانتریفیوژ.
dsacentrifuge.inp
تحلیل حساسیت سانتریفیوژ تحت بارهای گریز از مرکز
dsacentrifuge_node_elem.inp
تعریف گره و عنصر

Using Abaqus/CAE to compute shape variations

قابلیت انتقالی برای محاسبه تغییرات شکل توسط دستور داخلی رابط اسکریپت‌نویسی Abaqus به نام _computeShapeVariations() ارائه می‌شود .

تعریف یک تغییر شکل
استفاده از این دستور مستلزم آشنایی با رابط اسکریپت‌نویسی Abaqus است ؛ به طور خاص، کاربر باید مدل شیء Abaqus را درک کند (به بخش مدل شیء Abaqus مراجعه کنید ) و نحوه دسترسی به اشیاء rootAssembly و partInstance را بداند .

تعریف یک تغییر شکل
مدل را در Abaqus/CAE ایجاد و مش‌بندی کنید . با انتخاب فایل ورودی مربوطه، خروجی را ایجاد کنید.
شغل
ایجاد کردن
و
شغل
ورودی را بنویسید
از نوار منوی اصلی در ماژول شغل.
(در بحثی که در ادامه می‌آید، فرض بر این است که مدل نامگذاری شده Model-1، قطعه نامگذاری شده Part-1و نمونه قطعه نامگذاری شده است Part-1-1).

انتخاب کنید
مدل
مدل کپی
برای مثال ، از نوار منوی اصلی برای کپی کردن Model-1به Model-2. Model-2از لیست مدل واقع در نوار زمینه انتخاب کنید. این مدل در مراحل بعدی برای محاسبه تغییر شکل استفاده خواهد شد.
در ماژول قطعه، قطعه‌ای را که باید تغییر شکل آن محاسبه شود، از لیست قطعات واقع در زیر نوار محتوا انتخاب کنید.
ویژگی
ویرایش
از نوار منوی اصلی برای ویرایش طرح مرتبط. انتخاب کنید
اضافه کردن
ابعاد
و
ویرایش
ابعاد
برای تغییر پارامتر طراحی. ویرایش طرح را پایان دهید و مشخص کنید که هندسه باید به طور خودکار بازسازی شود.
Model-2ویرایش طرح باعث حذف مش می‌شود .

از خط فرمان Abaqus/CAE استفاده کنید یا انتخاب کنید
فایل
اجرای اسکریپت
برای اجرای دستورات ذکر شده در زیر. دستور _computeShapeVariations() از rootAssembly هر دو مدل قابل دسترسی است و به عنوان ورودی به نمونه قطعه اصلی، نمونه قطعه اصلاح شده و نام فایلی که خطوط داده گزینه تغییر شکل در آن نوشته خواهد شد، نیاز دارد. پسوند .inp به طور خودکار به نام فایل مشخص شده اضافه می‌شود.
دنباله دستورات زیر برای ایجاد یک متغیر شکل مرتبط با پارامتر h مناسب است :

ra1 = mdb.models[‘Model-1’].rootAssembly
ra2 = mdb.models[‘Model-2’].rootAssembly
i1 = ra1.instances[‘Part-1-1’]
i2 = ra2.instances[‘Part-1-1’]
ra1._computeShapeVariations(originalInstance=i1,
modifiedInstance=i2,
fileName=’shape_h’)
برای محاسبه تغییر شکل، شبکه Model-1به هندسه تغییر یافته نگاشت شده Model-2و سپس هموار می‌شود. شبکه نگاشت شده را بررسی کنید Model-2تا تأیید شود که شبکه مطابق انتظار نگاشت شده است. (به طور کلی، هرگونه تغییر در هندسه باید کوچک باشد – حدود ۱٪ – تا از مشکلات مربوط به نگاشت شبکه جلوگیری شود).
تغییر شکل به سادگی با کم کردن موقعیت‌های گره اولیه از موقعیت‌های گره محاسبه شده پس از نگاشت و هموارسازی مش به هندسه تغییر یافته محاسبه می‌شود.

برای استفاده از داده‌های تغییر شکل، داده‌های نوشته شده توسط دستور _computeShapeVariations() در فایل shape_h.inp را در فایل ورودی برای تحلیل خود کپی کنید .
با اجرای تحلیل خود و استفاده از ماژول تجسم در Abaqus/CAE برای مشاهده تغییرات شکل، صحت داده‌ها را تأیید کنید .

Sizing optimization of a car door

این مثال از ماژول بهینه‌سازی برای به حداقل رساندن وزن درب خودرو با تغییر ضخامت اجزای ورق فلزی و در عین حال محدود کردن جابجایی عمودی (خمیدگی) درب نسبت به لولاهای قالب‌گیری شده آن استفاده می‌کند. این مثال همچنین حالت فرکانس اول درب را بالاتر از یک مقدار مشخص محدود می‌کند تا از رزونانس ناشی از لرزش موتور جلوگیری شود و در عین حال استحکام آن در برابر بار عمودی حفظ شود. بهینه‌سازی، محدودیت‌های هندسی اعمال شده توسط محدودیت‌های فرآیند تولید و محدودیت‌های زیبایی‌شناسی طراحی را در نظر می‌گیرد. این مدل توسط مرکز ملی تحلیل تصادف ( NCAC ) دانشگاه جورج واشنگتن تحت قراردادی با اداره فدرال بزرگراه‌ها ( FHWA ) و اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراه‌ها ( NHTSA ) وزارت حمل و نقل ایالات متحده ( US DOT ) توسعه داده شده است.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
اسکریپت‌های پایتون
فایل‌های ورودی
منابع
جداول
ارقام

فایل‌های ورودی

درب.inp
نمایش شبکه Orphan از مجموعه درب خودرو؛ و مجموعه گره‌ها و المان‌ها، جنس، بار، شرایط مرزی و تعاریف رابط که توسط بهینه‌سازی استفاده می‌شوند.

Sizing optimization of a gear shift control holder

این مثال از ماژول بهینه‌سازی برای به حداقل رساندن مجموع انرژی کرنشی (به حداکثر رساندن سختی) در یک نگهدارنده ورق فلزی پرس‌شده با تغییر ضخامت پوسته ضمن حفظ وزن اصلی استفاده می‌کند.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
اسکریپت‌های پایتون
فایل‌های ورودی
منابع
ارقام

توضیحات برنامه
این مثال، بهینه‌سازی اندازه یک نگهدارنده ورق فلزی پرس‌شده را که در اتصال گیربکس خودرو استفاده می‌شود، نشان می‌دهد. بهینه‌سازی اندازه، ضخامت عناصر پوسته را در ناحیه طراحی تغییر می‌دهد تا به راه‌حل بهینه دست یابد. این مثال، بهینه‌سازی آزاد ضخامت پوسته، بدون توجه به ضخامت عناصر مجاور، و بهینه‌سازی خوشه‌ای ضخامت پوسته را نشان می‌دهد که عناصر را در نواحی انتخاب‌شده مجبور می‌کند ضخامت پوسته یکسانی داشته باشند.

فایل‌های ورودی

دارنده.inp
نگهدارنده کنترل تعویض دنده مش Orphan و مجموعه گره‌ها و المان‌هایی که توسط بهینه‌سازی استفاده می‌شوند.

Bead optimization of a plate

این مثال از ماژول بهینه‌سازی برای بهینه‌سازی سختی یک صفحه ساده با معرفی مهره‌های سفت‌کننده استفاده می‌کند.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
فایل‌ها
منابع
ارقام

توضیحات برنامه
این مثال، بهینه‌سازی مهره‌ای مبتنی بر شرایط یک صفحه با تکیه‌گاه ساده را نشان می‌دهد. در طول بهینه‌سازی مهره‌ای، گره‌های المان‌های پوسته در جهت عمود بر پوسته حرکت می‌کنند تا ممان اینرسی افزایش یابد که منجر به سختی بیشتر یا فرکانس‌های ویژه بالاتر می‌شود. مهره‌های حاصل به راحتی در فرآیند قالب‌گیری ورق فلزی بدون افزایش جرم یا هزینه محصول نهایی قابل تولید مجدد هستند.

Shape optimization of a connecting rod

این مثال از ماژول بهینه‌سازی برای به حداقل رساندن تمرکز تنش در یک شاتون بدون تغییر حجم شاتون استفاده می‌کند.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
فایل‌ها
منابع
ارقام

conrod_shape_optimization.py
اسکریپتی برای ایجاد مدل و ویژگی‌های بهینه‌سازی با استفاده از connecting_rod.inp.
connector_rod.inp
فایل ورودی برای ایجاد میله اتصال شبکه‌ای یتیم و مجموعه المان‌هایی که توسط بهینه‌سازی استفاده می‌شوند.

Topology optimization of an automotive control arm

این مثال از ماژول بهینه‌سازی برای بهینه‌سازی طراحی بازوی کنترل خودرو با کاهش حجم بازوی کنترل و در عین حال به حداکثر رساندن سختی آن استفاده می‌کند.

در این صفحه بحث می‌شود:

توضیحات برنامه
رویکردهای مدل‌سازی و تکنیک‌های شبیه‌سازی در آباکوس
فایل‌ها
منابع
ارقام

control_arm_topology_optimization.py
اسکریپت پایتون برای وارد کردن مش یتیم از فایل ورودی و ایجاد بهینه‌سازی توپولوژی.
control_arm.inp
فایل ورودی برای ایجاد بازوی کنترل مش یتیم و مجموعه المان‌هایی که توسط بهینه‌سازی استفاده می‌شوند.

Riser dynamics

این مثال، پاسخ یک رایزر را تحت انواع مختلف شرایط بار بررسی می‌کند.

خطوط لوله‌ای که از کف دریا تا سطح اقیانوس امتداد می‌یابند (رایزرها) در معرض انواع مختلفی از بارها قرار دارند: وزن خود، نیروی شناوری، فشار داخلی و خارجی، نیروهای کششی ناشی از مهاربندی‌های سطحی، نیروی پسای جریان و بارهای نوسانی ناشی از حرکت موج. پاسخ یک رایز به این بارها پیچیده است و دشواری چنین تحلیلی با طول نسبی چنین خطوط لوله‌ای (رایزرهای آب عمیق) افزایش می‌یابد. در این مثال، یک رایز تحت شرایط مشخص شده توسط موسسه نفت آمریکا برای مقایسه تحلیل‌های رایزرهای حفاری ( API BULLETIN 2J ، ۱۹۷۷) تجزیه و تحلیل می‌شود و نتایج با نتایج نشان داده شده در آن نشریه مقایسه می‌شوند.

در این صفحه بحث می‌شود:

هندسه و مدل
بارگیری
شرایط مرزی
تحلیل
نتایج و بحث
فایل‌های ورودی
منابع
ارقام

riserdynamics_airy_disp.inp
تحلیل با نظریه موج ایری. زیرروال کاربر DISP برای تعیین حرکت موج سینوسی استفاده می‌شود. این حرکت می‌تواند به جای آن از طریق استفاده از گزینه AMPLITUDE تعیین شود . زیرروال کاربر DISP برای نشان دادن استفاده از این روتین برای تعیین مقدار شرط مرزی غیر صفر استفاده می‌شود.
riserdynamics_airy_disp.f
زیرروال کاربر DISP که در فایل riserdynamics_airy_disp.inp استفاده شده است.
riserdynamics_wavedata.inp
داده‌های موج برای استفاده در riserdynamics_airy_disp.inp.
riserdynamics_stokes_disp.inp
تحلیل با نظریه موج استوکس
رایزردینامیک_استوکس_دیسپی.اف
زیرروال کاربر DISP که در فایل riserdynamics_stokes_disp.inp استفاده شده است.
riserdynamics_airy_disp_uwave.inp
تحلیل با نظریه موج ایری که در زیرروال کاربر UWAVE پیاده‌سازی شده است .
riserdynamics_airy_disp_uwave.f
زیرروال‌های کاربر UWAVE و DISP که در فایل riserdynamics_airy_disp_uwave.inp استفاده شده‌اند.
exa_riserdynamics_stokes_disp_uwave.inp
تحلیل با نظریه موج استوکس که در زیرروال کاربر UWAVE پیاده‌سازی شده است .
exa_riserdynamics_stokes_disp_uwave.f
زیرروال‌های کاربر UWAVE و DISP که در exa_riserdynamics_stokes_disp_uwave.inp استفاده شده‌اند.

Jack-up foundation analyses

این مثال، یک دکل جک‌آپ را بر روی یک فونداسیون ماسه‌ای که تحت بارگذاری متناوب باد قرار دارد، شبیه‌سازی می‌کند.

در این صفحه بحث می‌شود:

هندسه و مدل
شرایط مرزی و بارگذاری
نتایج و بحث
فایل‌های ورودی
منابع
ارقام

jackup.inp
داده‌های ورودی برای این مثال.

این مثال نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با استفاده از قابلیت بارگذاری انفجار در Abaqus/Explicit، سازه‌های بهتری ساخت که در برابر بارهای انفجاری مقاومت کنند .

ویژگی‌های زیر در Abaqus نشان داده شده است:

اعمال بارگذاری انفجاری CONWEP ،

مقایسه نتایج محاسباتی با استفاده از Abaqus/Explicit و اندازه‌گیری‌های تجربی تغییر شکل سازه‌های ساندویچی تحت بارهای انفجاری، و

نشان دادن یک مثال کلی از تحلیل غیرخطی یک سازه ساندویچی.