غیر خطی هندسی یا NLGEOM در اباکوس

• آموزش, بلاگ

خیلی اوقات هنگامی که شما در ماژول Step اباکوس یک حلگر انتخاب می کنید، یک گزینه با نام NLGEOM در اباکوس می بینید که حالت On و Off دارد. این گزینه واقعا چکار می کند؟ در این مطلب یک توضیح کلی و مختصر در رابطه با NLGEOM در اباکوس می دهیم.

غیر خطی هندسی یا NLGEOM – تئوری

هنگامی که یک جسم تحت بار یا گشتاور خارجی قرار می‌گیرد و جابجایی یا چرخش آن بیش از حد باشد، جسم رفتار غیرخطی قابل‌توجهی نشان می‌دهد. مشکل تغییر شکل بزرگ معمولاً به شرایطی اشاره دارد که در آن جابجایی، چرخش و کرنش به طور همزمان بزرگ هستند. اما جابجایی یا چرخش بزرگ لزوماً به معنای بزرگ بودن کرنش نیست. به عنوان مثال، در یک صفحه فلزی نازک که یک انتهای آن به دیوار ثابت شده و بار به انتهای دیگر وارد می‌شود، ممکن است جابجایی و چرخش بزرگ باشد اما کرنش نسبتاً کوچک بماند.

این نوع غیرخطی بودن که با تغییر شکل هندسی قابل توجه همراه است، به عنوان غیرخطی هندسی (Geometric nonlinearity) تعریف می‌شود. برای تحلیل اجزای محدود مشکلات غیرخطی هندسی، می‌توان مسئله را بر اساس روش‌های لاگرانژی کلی ( total Lagrangian) یا لاگرانژی به‌روزشده (updated Lagrangian) تعریف کرد. در روش لاگرانژی کلی، به جای تنش کوشی (Cauchy stress)، از تنش پیولا-کرخوف (Piola-Kirchhoff stress) استفاده می‌شود که یک تنش مجازی است که به شکل اولیه جسم قبل از تغییر شکل تبدیل شده است.

NLGEOM در اباکوس – کاربردی

یکی از عوامل غیرخطی بودن به تغییرات در هندسه سازه در طول تحلیل مربوط می‌شود. غیرخطی بودن هندسی زمانی رخ می‌دهد که اندازه جابجایی‌ها بر پاسخ سازه تأثیر بگذارد. این ممکن است ناشی از:

• انحرافات یا چرخش‌های بزرگ
• Snap through یا در اصطلاح فارسی “فروجهش”
• تنش‌های اولیه یا سفت شدن بار

به عنوان مثال، یک تیر cantilever را در نظر بگیرید که در نوک آن به طور عمودی بارگذاری شده است (شکل زیر).

اگر انحراف نوک تیر کوچک باشد، تحلیل می‌تواند تقریباً به صورت خطی در نظر گرفته شود. با این حال، اگر انحرافات نوک بزرگ باشند، شکل سازه و بنابراین، سختی آن تغییر می‌کند. علاوه بر این، اگر بار به صورت عمودی بر تیر باقی نماند، اثر بار بر سازه به طور قابل توجهی تغییر می‌کند. با انحراف تیر یک سر گیردار، بار می‌تواند به یک مؤلفه عمود بر تیر و یک مؤلفه که در امتداد طول تیر عمل می‌کند، تجزیه شود. هر دو این اثرات به پاسخ غیرخطی تیر کانتیلور کمک می‌کنند.

انتظار می‌رود انحرافات و چرخش‌های بزرگ تأثیر قابل توجهی بر نحوه بارگذاری سازه‌ها داشته باشند. با این حال، جابجایی‌ها نسبت به ابعاد سازه لزوماً نباید بزرگ باشند تا غیرخطی بودن هندسی مهم باشد. “فروجهش” تحت فشار اعمال شده بر یک پنل بزرگ با منحنی کم‌عمق را در نظر بگیرید، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است.

در این مثال، تغییرات چشمگیری در سفتی پنل در حین تغییر شکل آن وجود دارد. هنگامی که پنل “فروجهش” می‌شود، سفتی منفی می‌شود. بنابراین، اگرچه اندازه جابجایی‌ها نسبت به ابعاد پنل نسبتاً کوچک است، اما غیرخطی بودن هندسی قابل توجهی در شبیه‌سازی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.

تفاوت مهمی که باید در اینجا به آن توجه کرد، این است که به طور پیش‌فرض، Abaqus/Standard فرض می‌کند که تغییر شکل‌ها کوچک هستند، در حالی که Abaqus/Explicit فرض می‌کند که تغییر شکل‌ها بزرگ هستند.

خدمات شرکت بنوموسی

شرکت بنوموسی با ارائه جلسات منتورینگ آباکوس راهنمای شما عزیزان در جهت رفع و بهبود ایرادات فنی و مهندسی پروژه های صنعتی و دانشجوی تان در زمینه مدل‌سازی، تحلیل، و صحت‌سنجی نتایج می باشد. این جلسات به صورت آنلاین و حضوری برگزار می‌شود و نیم ساعت اول رایگان است. برای اطلاعات بیشتر و رزرو وقت، از صفحه منتورینگ اباکوس ما دیدن کنید.

برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت منتورینگ ، لطفاً با ما تماس بگیرید یا از وب‌سایت Banumusagr بازدید کنید. تیم ما آماده است تا شما را در دستیابی به نتایج مطلوب در تحلیل‌های عددی و شبیه‌سازی‌های مهندسی یاری کند.

راه های ارتباطی با شرکت بنوموسی :

TELEGRAM : https://t.me/BanuMusaGr

ایمیل: info@BanuMusaGr.com

تلفن همراه:  388 20 55 0915

تلفن:  35424520– 51 (98+)

آدرس: مشهد – کیلومتر 12 بزرگراه آسیایی (جاده قوچان)- جاده شهرک صنعتی توس- شهرک فناوری صنایع غذایی و بیوتکنولوژی شمال شرق- معاونت صنایع کوچک- مرکز خدمات.