رفتن به مطلب

آموزش المان محدود به کمک نرم افزار ansys از مبتدی تا پیشرفته


Ehsan

ارسال های توصیه شده

با درود خدمت همه دوستان گرامی.

 

به زودی در این تاپیک آموزش درس المان محدود به کمک نرم افزار ANSYS را شروع خواهم کرد.

 

درس المان محدود ( Finite Element) یکی از مهمترین درس های رشته مکانیک است که با کمک آن میتوان در بسیاری از جاها که حل تحلیلی پیچیده است، به جواب های قابل قبولی دست پید کرد.

 

در این تاپیک یکی از معروف ترین کتاب های المان محدود که در دانشگاه های آمریکا و دانشگاه های معتبر ایران تدریس میشود، یعنی کتاب المان محدود لوگان (Logan) بررسی میشود.

 

مثال هایی از این کتاب توسط اینجانب انتخاب شده و روش حل آن مرحله به مرحله و توسط نرم افزار Ansys توضیح داده میشود.

 

بدیهی است که حل ها فقط متعلق به انجمن نواندیشان بوده و میتواند کمک بزرگی به دانشجویان و علاقمندان به این درس بکند.

 

همچنین دانشجویان میتوانند سئوالات خود را درباره مسائل المان محدود و روش حل آن به کمک ansys را در این تاپیک مطرح کنند.

لینک به دیدگاه
  • 4 هفته بعد...

مسئله اول :

 

 

در این مسئله همانطور که در صورت سئوال ارائه شده است، قصد داریم مقطع بحرانی را در خرپای نشان داده شده،با استفاده از تئوری های ماکزیمم تنش تسلیم مجاز یا کمانش به دست آوریم.

 

همچنین بیشترین جابجایی گره ها نیز مد نظر میباشد.

 

 

nwhkbuacxbcsv21hutn.jpg

 

لینک به دیدگاه

مرحله پیش پردازش (Preprocessor) :

 

 

گام اول: تغییر jobname

از مسیر utility menu---file----change job name نام p3-66 را وارد میکنیم

 

 

گام دوم: تعیین المان

 

از مسیر preprocessor ----element type----add/edit/delete المان زیر را انتخاب میکنیم :

 

 

mmrhjpg5wilm2x2wffhf.jpg

 

 

 

لینک به دیدگاه

گام سوم: تعیین ثوابت هندسی

 

از مسیر preprocessor----real constants----add/edit/delete مقابل cross-sectional area عدد دلخواه 1 را وارد میکنیم.

 

گام چهارم: انتخاب سیستم آحاد

 

ae1ag6t28o42x1ewrczj.jpg

 

دوستان توجه دارند که نرم افزارها واحدها را به هم تبدیل نمیکنند.

بنابر این خود کاربر باید بداند که مثلا در سیستم اینچی به شرطی میتواند تنش بر حسب psi به دست آورد،که نیروها بر حسب پوند و طول ها بر حسب اینچ باشند.

 

بنابراین در این مسئله طول های بر حسب فوت باید در 12 ضرب شوند تا بتوانیم در سیستم اینچی کار کنیم.

 

 

 

گام پنجم: تعیین خصوصیات مواد

 

از قسمت preprocessor-----material props----material models----structural---linear---elastic---isotropic

 

در مقابل EX عدد 30e6 و در مقابل PRXY عدد 0.3 را وارد میکنیم.

لینک به دیدگاه

گام ششم: ایجاد مدل اجزای محدود:

 

قسمت اول: ایجاد گره ها

 

برای ایجاد گره ها مسیر زیر دنبال شده و با دادن مختصات، گره ها در صفحه نشان داده میشوند.

 

8lni8w65g6ns9rgtxj0.jpg

 

 

قسمت دوم: ایجاد المان

 

از مسیر modeling----create----elements----auto numbered----thru nodes

 

به ترتیب گره های i,j المان انتخاب شده و المان بین دو گره رسم میشود.

لینک به دیدگاه

مرحله حل

گام اول: اعمال قیود

از مسیر define loads----apply---structural----displacements----on nodes

 

ابتدا اولین گره انتخاب شده و درجات آزادی آن در UY,UX مقید میشود.

 

سپس آخرین گره نیز انتخاب شده و درجه آزادی آن در UY مقید میگردد.

 

 

گام دوم: اعمال بار

برای گره های اول و آخر 1000 پوند و روی سایر گره های نشان داده شده در صورت سوال، 2000 پوند نیرو وارد میشود.

 

 

mtx6lccco47tb4012z.jpg

لینک به دیدگاه

در شکل زیر مدل المان محدود مسئله پس از اعمال قیود و بارها نشان داده شده است:

 

3l19s0v9x9m6w8racwb.jpg

 

گام سوم:حل

از مسیر solution---solve----current LS و کلیک روی ok مسئله حل میشود.

لینک به دیدگاه

مرحله پس پردازش (General Postprocessor):

 

گام اول: به دست آوردن نیروها در هر المان خرپا

 

از مسیر element table----define table و مطابق شکل زیر عمل میکنیم

 

 

 

c1g8ivnku5krguh1l7nk.jpg

 

 

پس از تعریف SMISC, 1 که نیرو در هر المان را میدهد میتوانیم لیست نیروها و مقادیر بحرانی آنها را بیابیم:

 

 

 

8alv83rr5mk2apvjgj8q.jpg

لینک به دیدگاه

برای دیدن تغییر شکل خرپا با توجه به شکل زیر عمل کرده و plot میگیریم:

 

jy8no6vwzfvww4hatlrz.jpg

 

 

 

همچنین در شکل زیر جابجایی گره ها هم به صورت plot و هم list result نشان داده شده اند:

 

 

z197sn23ggtjojm1rbxg.jpg

 

 

 

rsmeh3g3y7yzjhjxxqty.jpg

 

 

همانطور که ملاحظه میشود،گره های شماره 7 و 8 و 6 و10 دارای بیشترین مقدار جابجایی میباشند.

لینک به دیدگاه
  • 2 هفته بعد...

مرحله پیش پردازش (Preprocessor) :

 

گام اول: تغییر jobname از مسیر utility menu---file----change job name نام p4-34 را وارد میکنیم

 

گام دوم: تعیین المان

 

از مسیر preprocessor ----element type----add/edit/delete المان زیر را انتخاب میکنیم.

 

p1ngw9fq4ek2z47fdgk.jpg

 

 

گام سوم: تعیین ثوابت هندسی

 

از مسیر preprocessor----real constants----add/edit/delete مقابل cross-sectional area عدد دلخواه 1 را وارد میکنیم.

 

 

گام چهارم: انتخاب سیستم آحاد

 

در قسمت material library ----- select units گزینه SI را انتخاب میکنیم.

لینک به دیدگاه

گام پنجم: تعیین خصوصیات مواد

 

از قسمت preprocessor-----material props----material models----structural---linear---elastic---isotropic در مقابل EX عدد 2e11 و در مقابل PRXY عدد 0.3 را وارد میکنیم.

 

گام ششم: ایجاد مدل اجزای محدود:

 

قسمت اول: ایجاد گره ها

 

برای ایجاد گره ها مسیر modeling---create---nodes-----in active cs دنبال شده و با دادن مختصات، گره ها در صفحه نشان داده میشوند.

 

 

قسمت دوم: ایجاد المان

 

از مسیر modeling----create----elements----auto numbered----thru nodes به ترتیب گره های j,i المان انتخاب شده و المان بین دو گره رسم میشود.

لینک به دیدگاه

مرحله حل

گام اول: اعمال قیود

از مسیر define loads----apply---structural----displacements----on nodes ابتدا اولین گره انتخاب شده و درجات آزادی آن در UY,UX مقید میشود.

 

سپس گره های میانی تکیه گاهی نیز انتخاب شده و درجه آزادی آنها در UY مقید میگردد.

 

گام دوم: اعمال بار

بار به صورت گسترده و با توجه به دستور زیر روی تیر اعمال میشود

 

 

vfpn02e7pj3kgd7hwxjt.jpg

لینک به دیدگاه

در این مسئله اگر بین دو تکیه گاه فقط یک المان در نظر گرفته شود،شکل deform به خوبی نشان داده نمیشود،بنابر این از تعداد المان های بیشتری استفاده میشود.

 

در دو شکل بعد، تفاوت بین استفاده از یک المان و استفاده از چندین المان بین دو تکیه گاه نشان داده شده است.

 

 

8vy3rqeuk2j6t9lg1lg7.jpg

 

گام سوم:حل

از مسیر solution---solve----current LS و کلیک روی ok مسئله حل میشود.

لینک به دیدگاه
  • 2 هفته بعد...

مرحله پس پردازش (General Postprocessor):

 

 

گام اول : مشاهده تغییر شکل تیر تحت بار گسترده

40e009r2mlawjt1pqsw9.jpg

 

گام دوم: به دست آوردن ماکزیمم ممان خمشی در تیر

 

برای به دست آوردن ممان خمشی ماکزیمم از دستور SMISC, استفاده میشود.

 

از مسیر element table----define table و مطابق شکل زیر عمل میکنیم:

 

wlravm61a3vwfu189v.jpg

لینک به دیدگاه
  • 6 ماه بعد...
سلام

مطالبی که مطرح کردید خیلی جالب هستند.

می تونید در مورد حل مثال 3-38 هم کمکی کنید؟؟

ممنون

 

مثال 3-38 که مسئله نرم افزاری نیست، یک المان از خرپای سه بعدی هست که به راحتی با نوشتن ماتریس ها به صورت دستی قابل حل هست.

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...