محدودیت‌های گره‌ای (مثال ساختار ساندویچی) – بخش ۲

اعمال قیدها، بارگذاری و تحلیل سازه ساندویچی

پس از مونتاژ دقیق لایه‌های سازه ساندویچی، برای شبیه‌سازی اتصال قوی بین آن‌ها و اجرای تحلیل مکانیکی، مراحل زیر باید در ماژول‌های Interaction و Load دنبال شوند.

۱. تعریف قیدهای تنگ (Tie Constraints)

برای اتصال صفحات نازک به هسته ضخیم، از قیدهای تنگ استفاده می‌شود که حرکت گره‌های سطح “برده” را به سطح “اصلی” محدود می‌کند.

1. قید اول (هسته به لایه پایینی):
   • یک قید تنگ با نام “Tie-1” در ماژول Interaction ایجاد می‌شود.
   • سطح اصلی (Master): سطح بالایی لایه هسته (Core Layer).
   • سطح برده (Slave): سطح پایینی لایه بالایی (Top Layer).
2. قید دوم (هسته به لایه بالایی):
   • یک قید تنگ دیگر برای اتصال لایه پایینی به هسته تعریف می‌شود.
   • سطح اصلی (Master): سطح پایینی لایه هسته.
   • سطح برده (Slave): سطح بالایی لایه پایینی (Bottom Layer).

توجه: هسته به عنوان سطح اصلی انتخاب می‌شود زیرا ضخیم‌تر است، هرچند Abaqus اغلب به صورت خودکار سطح ضخیم‌تر را به عنوان اصلی تشخیص می‌دهد.

---

۲. بارگذاری و شرایط مرزی

1. شرایط مرزی (Boundary Conditions):
   • یک شرایط مرزی پین (Pinned) در ماژول Load ایجاد و به گره‌های انتهای ثابت سازه اعمال می‌شود.
   • این شرایط حرکت در جهات X و Y را محدود می‌کند (U1=U2=0).
2. اعمال بار متمرکز (Concentrated Force):
   • یک بار متمرکز به صورت عمودی (در جهت Z) به لبه آزاد هسته (جایی که لایه‌ها به هم متصل می‌شوند) اعمال می‌شود.
   • یک مجموعه نقطه (Point Set) روی لبه انتهایی هسته (به غیر از گوشه‌ها) ایجاد می‌شود.
   • نیروی منفی ۱۰۰۰ نیوتن (به سمت پایین) به این گره‌ها در جهت CF3 (جهت Z) اعمال می‌شود.

---

۳. تنظیم خروجی‌های تاریخچه و نتایج

از آنجایی که تحلیل می‌تواند جابجایی‌های کمی داشته باشد، لازم است خروجی‌های تاریخچه (History Outputs) برای بررسی دقیق تغییر شکل‌ها تعریف شوند.

1. تعریف خروجی جابجایی:
   • دو مجموعه نقطه مجزا (یکی برای لایه هسته و دیگری برای لایه پایینی) در انتهای آزاد سازه ایجاد می‌شود.
   • دو درخواست خروجی تاریخچه جدید با نام‌های “جابجایی ۱” و “جابجایی ۲” برای این مجموعه‌ها تعریف می‌شود.
   • متغیر خروجی: UT (جابجایی‌های کلی، به‌ویژه در جهت U3).
2. بررسی نتایج:
   • پس از اجرای تحلیل (Job)، می‌توان فایل نتایج (job.odb) را باز کرد.
   • با توجه به اینکه بار نسبتاً کم است، تغییر شکل اولیه ممکن است ناچیز باشد، بنابراین ممکن است لازم باشد عامل تغییر شکل (Deformation Scale Factor) در ماژول Visualization افزایش یابد.
   • برای مقایسه جابجایی هسته و لایه پایینی، داده‌های XY خروجی‌های تاریخچه را می‌توان ذخیره و گزارش‌گیری کرد تا جابجایی‌ها به صورت نمودار مقایسه شوند.

---

کلمات کلیدی

Abaqus CAE، قید تنگ، Tie Constraints، سازه ساندویچی، بار متمرکز، شرایط مرزی پین، خروجی تاریخچه، جابجایی، عامل تغییر شکل.