تحلیل تاریخچه زمانی در نرم‌افزار Abaqus

نویسنده admin 1396/06/09 0 نظر مطالب,
تحلیل تاریخچه زمانی در نرم‌افزار Abaqus

 

تحلیل تاریخچه زمانی در نرم‌افزار Abaqus

 

ِاز  نرم افزار آباکوس در تولید مقالات آموزشی , پژوهشی و علمی , پایان نامه های کارشناسی ارشد و پروژه های صنعتی از آن استفاده می نمایند .  در مقاله آموزشی دیگری تحت عنوان قابلیت ها و نصب نرم افزار Abaqus به طور کامل به آشنایی مقدماتی با نرم افزار آباکوس و نصب آن پرداخته شد که برای مشاهده این مقاله می تواند بر روی  واژه نرم افزار Abaqus کلیک نمایید تا به مقاله مورد نظر هدایت شوید . 

 

هدف از این مقاله آشنایی با تحلیل تاریخچه زمانی در نرم‌افزار آباکوس است. به همین منظور ابتدا به‌صورت مختصر تفاوت تحلیل استاتیکی و دینامیکی را تشریح می‌کنیم و سپس مراحل تحلیل تاریخچه زمانی در نرم‌افزار آباکوس را تشریح می‌کنیم.

 

- تفاوت تحلیل استاتیکی و دینامیکی :

 

همان‌طور که می‌دانیم وجه تمایز این دو نوع تحلیل در وابستگی آن‌ها به زمان و شتاب است . در تحلیل استاتیکی نیرو وابسته به زمان نیست و شتاب نیز همان‌طور که از نام این تحلیل مشخص است صفر در نظر گرفته می‌شود . در برخی موارد تحلیل تاریخچه زمانی برای مسائل استاتیک و شبه استاتیک نیز انجام می‌شود . بر اساس فرمول زیر می‌توان به توضیح این موضوع پرداخت .

 

 

 

 

این رابطه شکل کلی معادله تعادل است . پارامترهای این فرمول به شرح زیر هستند .

ρ: چگالی

bi: نیروی حجمی

σij: تانسور تنش

ai: شتاب

در اغلب مسائل مهندسی نیروی حجمی برابر با صفر در نظر گرفته می‌شود، همچنین می‌دانیم که در تحلیل استاتیکی شتاب نیز صفر است و درنهایت رابطه بالا به شکل زیر درمی‌آید.

 

 

 

 

همچنین شکل دیگری از رابطه بالا نیز به‌صورت زیر است .

 

 

 

که در این رابطه، m جرم سازه، c میرایی سازه و K سختی سازه است که تمامی این موارد باید به‌صورت ماتریسی در نرم‌افزار Abaqus تعریف شوند . در نرم‌افزار آباکوس ماتریس جرم و ماتریس سختی سازه توسط نرم‌افزار Abaqus محاسبه می‌شود و نیاز به واردکردن دستی آن نیست اما ماتریس میرایی باید به طریق زیر به‌وسیله ضرایب آلفا و بتا محاسبه و در نرم‌افزار Abaqus وارد شود .

ماتریس میرایی درصورتی‌که به شکل زیر تعریف شود ماتریس میرایی رایلی نام دارد .

 

 

 

 

که در این رابطه آلفا ضریب جرمی میرایی و بتا ضریب سختی میرایی است .

 

- تحلیل تاریخچه زمانی در نرم‌افزار آباکوس

 

به‌منظور انجام تحلیل تاریخچه زمانی نیاز به‌شتاب‌نگاشت‌های افقی و قائم از یک زمین‌لرزه است . همچنین بر اساس نوع مطالعه زمین‌لرزه را در حوزه نزدیک و یا حوزه دور در نظر می‌گیرند .

در زلزله‌های حوزه نزدیک ، یعنی زلزله‌هایی که کانون آن‌ها در نزدیکی سازه موردنظر است ، باید شتاب‌نگاشت‌های افقی و قائم مقیاس سازی شوند . برای این کار روش‌های مختلفی وجود دارد که یکی از این روش‌ها که در اینجا نیز به توضیح آن می‌پردازیم ، روش بحث شده در آیین‌نامه 2800 است .

روش مذکور به این صورت است که پس از استخراج شتاب‌نگاشت‌ها ، مقدار PGA را پیدا می‌کنیم و آن را معکوس می‌کنیم تا یک ضریب به دست آید . این ضریب را در نرم‌افزار سیسموسیگنال وارد کرده تا تمام مقادیر شتاب‌نگاشت‌ها در آن ضرب شود .

 

اما در زمین‌لرزه‌های حوزه دور ازآنجایی‌که ایستگاه‌های ثبت زمین‌لرزه از هم فاصله زیادی دارند ، نیاز به مقیاس سازی شتاب‌نگاشت‌ها نیست .

به‌منظور تنظیمات تاریخچه زمانی در نرم‌افزار آباکوس نیاز است تا یک سری تنظیمات را در هر سه ماژول Property، Step و Load انجام دهیم که در زیر به تشریح هر یک می‌پردازیم :

 

1. ماژول Property:

 

در این ماژول برحسب نوع مصالح سازنده سازه باید چگالی ، خواص الاستیک ماده و خواص پلاستیک ماده وارد شود .

در این قسمت حتماً به واحدهای مورداستفاده در نرم‌افزار آباکوس توجه کنید .

همچنین در این ماژول و در پنجره Edit Material ضرایب آلفا و بتا که قبلاً در مورد آن‌ها صحبت کردیم نیز باید وارد شوند .

 

2. ماژول Step:

 

در این قسمت نوع تحلیل را بر روی Dynamic Explicit قرار می‌دهیم .

 

 

 

 

به‌منظور محاسبه و در نظر گرفتن تغییر شکل‌های بزرگ و رفتار غیرخطی مصالح نیز در پنجره زیر گزینه Nlgeom را روشن می‌کنیم . 

 

 

 

 

 

در مورد گزینه time period نیز معمولاً مقدار آن برابر بازمان Amplitude یا کمی بیشتر در نظر گرفته می‌شود .

 

3. ماژول Load:

 

مراحلی که در این بخش باید انجام شوند به شرح زیر است :

- تخصیص وزن سازه

 

 

 

- تعریف شرایط تکیه‌گاهی با توجه به این‌که تکیه‌گاه ما ثابت یا مفصلی است .

 

 

 

 

- اعمال شتاب‌نگاشت‌ها

 

 

 

 

 

 

 

همچنین یکی از مراحل مهم دیگری که در تحلیل تاریخچه زمانی باید مدنظر قرار گیرد تعریف Amplitude است . به این منظور باید مراحل زیر را دنبال کنیم .

برای اینکه تحلیل ما به‌صورت دینامیکی انجام شود باید مطابق دستورالعمل زیر عمل کنیم . 

برای ایجاد Amplitude از منوی درختی سمت چپ گزینه Amplitude را انتخاب می‌کنیم .

 

 

 

 

سپس شتاب‌نگاشت موردنظر (عمودی یا افقی) را در نرم‌افزار Abaqus وارد می‌کنیم .

در مرحله بعد در نرم‌افزار اکسل شتاب‌نگاشت مقیاس شده را در پنجره Edit Amplitude کپی می‌کنیم .

 

 

 

بعد از اتمام مراحل فوق به ماژول Job رفته و تحلیل را آغاز می‌کنیم .

 

در این مقاله آموزشی به تحلیل تاریخچه زمانی در نرم‌افزار Abaqus پرداخته شد که همان طور که ذکر شده یکی از قابلیت های مهم نرم افزار Abaqus می باشد که بسیاری از دانشجویان کارشناسی ارشد از این قابلیت در ارایه  مقالات علمی و پژوهشی , پایان نامه های کارشناسی ارشد و ارایه پروژه های  صنعتی از آن استفاده می نمایند . 

 

برای مطالعه مقالات آموزشی دیگر می توانید از مقالات زیر استفاده نمایید :

 

کاربرد روش المان محدود

کاربرد آلیاژهای حافظه دار

فرآیند ساخت کامپوزیت ها

آشنایی با نرم افزار Autodyn

افزودن نظر