یکی از پرکاربردترین و قدرتمندترین نرم افزارهای المان محدود FEM نرم افزار آباکوس است. این نرم افزار ماژول های مختلفی دارد و در این مقاله آشنایی با ماژول های نرم افزار آباکوس ABAQUS برای تحلیل های مهندسی ارائه شده است.
برای مشاهده لیست اساتید فعال در زمینه آموزش و تدریس خصوصی آباکوس بر روی عبارت تدریس خصوصی آباکوس کلیک نمائید.
برای حل مسائل مهندسی روش های مختلفی وجود دارد. 1- روش تحلیلی: در این روش مهندس یا محقق برای حل مسئله خودش از فرمول های ریاضی و روابط موجود در کتاب های مرجع استفاده می نماید. این روش محدودیت های زیادی دارد چرا که برای مسائل ساده قابل استفاده است و اگر هندسه مسئله و یا بارگذاری پیچیده شود نمی توان از روش تحلیلی برای حل مسائل استفاده نمود. 2- روش تجربی: در این روش از تست و انجام آزمایش برای بدست آوردن جواب مسئله استفاده می نمائیم. نکته ای که وجود دارد این است که انجام تست و آزمایش هزینه بالایی دارد و برای بسیاری از مسائل با ابعاد و اندازه بزرگ قابل انجام نیست. 3- روش عددی: شاید یکی از بهترین روش ها برای حل انواع مسائل مهندسی روش عددی است. برای حل مسائل هندسی روش های عددی بسیاری مانند روش اجزاء محدود، روش تفاضل محدود، روش های بدون مش و ... وجود دارد. روش المان محدود پرکاربردترین روش عددی برای حل مسائل پیچیده است. از مهمترین نرم افزارهای المان محدود می توان به ANSYS و آباکوس اشاره نمود. این نرم افزارها امکانات بسیار خوبی را در اختیار مهندسین قرار داده اند به گونه ای که برای تحلیل بسیاری از مسائل نیازی به کدنویسی وجود ندارد. در ادامه ماژول های نرم افزار آباکوس ABAQUS برای تحلیل های مهندسی معرفی می گردد.
حتما بخوانید: آشنایی با روش المان محدود (FEM) به صورت گام به گام
همانطور که در عکس زیر نشان داده شده است، برای تحلیل در نرم افزار آباکوس ابتدا پیش پردازش را داریم. یعنی قطعه باید مدلسازی شود، خواص مواد تعریف شده، مونتاژ، نوع تحلیل، اندرکنش، شرایط مرزی و بارگذاری و مش بندی در این مرحله وجود دارد. در مرحله بعد پردازش انجام می شود که در ماژول job قابل انجام است. در نهایت پس پردازش یا تحلیل نتایج است که با استفاده از ماژول Visualization و اطلاعات ارائه شده در آن قابل انجام می باشد. شکل زیر از کتاب راهنمای نرم افزار آباکوس گرفته شده است.
مطالعه نمائید: نحوه مدل سازی و تحلیل با نرم افزار المان محدود آباکوس abaqus
1- ماژول Part: این ماژول مربوط به مدلسازی هندسی اجزاء مسئله است. در این ماژول یک محیط مدلسازی هندسی قوی مشابه نرم افزارهای تخصصی مدلسازی مانند کتیا، سالیدورک و ... برای کاربران فراهم شده است.
2- ماژول Property: در این ماژول جنس هر یک از اجسام تعریف و به آنها اختصاص داده می شود. به عنوان مثال برای فلزات می توان مدول یانگ و نسبت پواسون را مشخص نمود. مواد بسیار متنوعی از قبیل لاستیک ها، کامپوزیت ها و ... در این ماژول قابل تعریف است.
3- ماژول Assembly: در این ماژول ابزار مناسب و لازم برای مونتاژ کردن و سر هم کردن قطعات در نظر گرفته شده است. در نظر داشته باشید که در این ماژول اندرکنش بین قطعات تعریف نمی شود بلکه قطعات و اجزای مختلف کل جسم به نسبت یکدیگر در کنار هم و در جایگاه مناسب خودشان قرار خواهند گرفت.
کلیک کنید: مشاهده نمونه فیلم های آموزش و تدریس خصوصی آباکوس
4- ماژول Step: مراحل حل و نوع تحلیل در این ماژول تعیین می شود. همانطور که می دانید در نرم افزار آباکوس انواع تحلیل های مختلف از جمله تحلیل استاتیکی، دینامیکی، ضربه، انتقال حرارت، الکتریکی، مکانیک خاک و ... را می توان انجام داد. کمیت های خروجی مد نظر هم در این ماژول تعریف می شوند.
5- ماژول Interaction: تمامی برهم کنش های موجود بین اجزاء از جمله اندرکنش های تماسی، جوش، پین و .... در این ماژول تعریف و اعمال می شوند. همانطور که گفته شد در ماژول اسمبلی اجزا فقط در کنار هم قرار داده می شوند اما در این ماژول اندرکنش ها تعریف می شود.
6- ماژول Load: در این ماژول از نرم افزار آباکوس شرایط اولیه، شرایط مرزی، بارگذاری و ... با توجه به نوع تحلیل تعریف می شود. به عنوان مثال در یک تحلیل استاتیکی باید شرایط مرزی و بارهای اعمالی که می تواند بار متمرکز و یا فشار باشد را تعریف نمود.
مطالعه کنید: آموزش مقدماتی کار با نرم افزار المان محدود آباکوس Abaqus
7- ماژول Mesh: مش بندی و تنظیمات مربوطه در این ماژول انجام می شود. مش بندی درست و اصولی می تواند باعث شود دقت تحلیل خوبی داشته باشیم. در واقع یکی از مهمترین بخش های تحلیل عددی مش بندی است. اگر هندسه پیچیده باشد باید با پارتیشن بندی، قبل از مش زدن، آن را به بخش های ساده تری تبدیل نمود.
8- ماژول Optimization: در این ماژول از نرم افزار ABAQUS با توجه به توابع هدف و با در نظر گرفتن قیدهای مشخص به بهینه سازی یک مسئله پرداخت. همانطور که می دانید در طراحی قطعات مهندسی اینکه طرح بهینه و بهترین حالت باشد بسیار مهم است. به عنوان مثال می توان با هدف کمترین وزن و بیشترین استحکام قطعه ای را بهینه سازی کرد.
9- ماژول Job: پردازش و حل مسئله در این ماژول انجام می شود. در این مرحله، معادلات حاکم بر مسئله توسط نرم افزار تشکیل شده و پس از حل آنها جواب بدست می آید. در این مرحله کاربر نقش زیادی ندارد و تنها با فشردن یک دکمه حل را شروع می نماید.
مطالعه این مقاله هم مفید است: آموزش روش اجزای محدود یا المان محدود به صورت پایه ای و با زبان ساده
10- ماژول Visualization: این ماژول از نرم افزار آباکوس مربوط به مشاهده نتایج و بررسی و ارزیابی آنها است. در این بخش امکان استخراج نتایج و مشاهده کانتورهای رنگی وجود دارد. البته کمیت هایی را به عنوان خروجی می توان مشاهده نمود که در ماژول Step درخواست داده بودیم.
11- ماژول Sketch: این ماژول می تواند به عنوان زیر مجموعه ماژول Part در نظر گرفته شود. برای ساخت یک قطعه 3 بعدی با استفاده از یکی از روش های حجم دهی ابتدا باید مقطع دو بعدی یا همان sketch آن را رسم نمائیم. البته از Sketch برای رسم هندسه های دو بعدی هم استفاده می کنیم.
پیشنهاد می شود بخوانید: 20 نکته کلیدی و مهم در رابطه با روش اجزا محدود و نرم افزار آباکوس
منبع: ایران مدرس
