• آموزش, انرژی, بازرسی, خدمات, خودروسازی, دریایی, ریل و راه آهن, ساختمان, مهندسی پزشکی, نساجی, نفت و گاز, هوافضا

آیا تحلیل خستگی با آباکوس امکان پذیر است؟

آیا تحلیل خستگی با آباکوس امکان پذیر است: در این مطلب سعی می کنیم به سوالی که ذهن خیلی ها را مشغول کرده، پاسخ بدهیم. خیلی از دوستان می پرسند که تحلیل خستگی با آباکوس چطور انجام می شود؟  اگر بخواهیم به این سوال جواب درستی بدهیم باید اینطور بگوییم که به طور کل اباکوس به تنهایی برای تحلیل خستگی زیاد استفاده نمی شود.  تحلیل خستگی و چرخه ای برای هر متریال و هر رژیم بارگذاری داستان خودش را دارد. در این مطلب، چند نرم افزار، پلاگین و افزونه مناسب برای تحلیل خستگی با آباکوس و برای مواد کامپوزیتی، فلزی، جوش،  الاستومرها و حتی بتن پیشنهاد می کنیم. حالا در ادامه همراه ما باشید تا روش های حل خستگی در آباکوس را مرور کنیم.

تماس مستقیم

تحلیل خستگی فقط با آباکوس

تحلیل خستگی فقط با آباکوس و بدون کمک هیچ نرم افزار دیگری فقط برای فلزات و برای رژیم بارگذاری کم چرخه یا Low Cycle امکان پذیر است و یک مثال در هلپ اباکوس وجود دارد که برای تحلیل خستگی دمایی قابل استفاده است. روش مورد استفاده در اباکوس برای این تحلیل Direct Cyclic هست که مزیت آن پایداری در هر چرخه از بارگذاری می باشد.

• مثال موجود در راهنمای اباکوس برای تحلیل خستگی دمایی کم چرخه

اگر مساله شما، شبیه به این هست می توانید از همین الگو بگیرید و شبیه سازی را انجام دهید.

نکته: البته در برخی مراجع عنوان شده است که از این روش برای تحلیل های خستگی پرچرخه استفاده شده است.

نرم افزارهای تخصصی تحلیل خستگی fe-safe و MSC-Fatigue

برای بارگذاری پرچرخه یا High Cycle بهتر هست از نرم افزارهای جانبی تخصصی خستگی مثل fe-safe و MSC-Fatigue استفاده کنید. این نرم افزارها کتابخانه ای از مدل های مختلف بارگذاری و مواد را پوشش می دهند و معمولا کاربر از استفاده از این نرم افزارها راضی هست.

حل یک مساله خستگی به کمک fe-safe (ماژول حل خستگی در پکیچ نرم افزار آباکوس)

برای حل مسائل خستگی با MSC-Fatigue هم تقریبا کار خیلی راحت هست. این نرم افزار کاملا تخصصی و شاید پیشروترین نرم افزار آنالیز عددی خستگی موجود در بازار باشد. برای کار با این نرم افزار فایل *.odb حاصل از تحلیل آباکوس در این نرم افزار مورد استفاده قرار می گیرد و با توجه به نوع بارگذاری خستگی و انتخاب مدل خستگی و … تحلیل بینظیری از خستگی ارائه می شود. در زیر تحلیل خستگی یک توربین باد را با استفاده از این نرم افزار مشاهده می کنید.

تحلیل خستگی با آباکوس برای مواد کامپوزیتی به کمک Helius

برای متریال هایی که جدیدتر مورد استفاده قرار می گیرند مثل کامپوزیت ها پلاگین های تخصصی دیگری هم مثل هلیوس (Helius) وجود دارد که خود من از کار کردن با این پلاگین خیلی راضی هستم. مدل ها و معیارهای خرابی مختلفی در این پلاگین هست و بر اساس نمودار S-N ماده تخمین عمر و آسیب را انجام می دهد. از روش خوب و جدیدی هم برای پیش بینی آسیب استفاده می کند که برگ برنده اش در میان نرم افزارهای مشابه هست.

تحلیل خستگی با آباکوس برای الاستومرها چطور؟

برای رابرها (Rubbers) و الاستومر ها هم از اثر مولینز Mullins Effect موجود در خود نرم افزار برای بارگذاری های چرخه ای می شود استفاده کرد. اگر کسی به دنبال نرم افزار تخصصی برای بارگذاری چرخه ای لاستیک ها هست Endurica  را پیشنهاد می کنم. این نرم افزار با اکثر نرم افزارهای FEAخوب کوپل می شود و کاملا تخصصی در این زمینه در حال توسعه و استفاده در صنایع دنیاست.

شرکت داسو سیستمز از حلگر اندوریکا برای افزونه ای به نام fe-safe/Rubber استفاده کرده است تا پاسخگوی مشتریان خود در زمینه تحلیل خستگی الاستومر ها باشد. این افزونه به نرم افزار fe-safe اضافه می شود و تحلیل های مربوط به خستگی را به کمک حلگر Endurica انجام می دهد.

تماس مستقیم

وضعیت صنعت کشور در زمینه تحلیل خستگی الاستومرها

در این سال ها زیاد ندیدم در صنعت و دانشگاه ایران به دنبال حل مسائل خستگی الاستومر ها باشند با اینکه در دنیا خیلی این مساله مهم است. شاید هنوز در صنایع ایران این مساله احساس نیاز نشده است. البته با وجود کارخانه های مختلف تایر سازی و قطعه سازی مختلف مورد استفاده در صنعت نفت و گاز و خودرو این مساله خیلی عجیب هست. به دانشجویان تحصیلات تکمیلی پیشنهاد می کنم اگر هنوز در مرحله ارائه پروپزال پایان نامه هستید این موضوع رو هم جدی بگیرید.

تحلیل خستگی با آباکوس برای بتن هم امکان پذیر هست؟!

نکته دیگر اینکه برای مصالح ساختمانی مثل بتن هم مدل آسیب پلاستیک CDP (Concrete Damage Plasticity) موجود در اباکوس ضعف هایی برای بارگذاری چرخه ای دارد. مثلا محاسبات مربوط به پینچینگ (Pinching) انجام نمی شود. برای این موارد هم باید از سابروتین های V/UMAT در نرم افزار آباکوس کمک بگیرید.

جمع بندی

حالا اگر بخواهیم جمع بندی داشته باشیم شاید جدول زیر بهتر از همه این صحبت ها بتواند برای تصمیم گیری در مورد روش و نرم افزار مورد استفاده تحلیل خستگی کمک کند. توجه داشته باشید که جدول زیر بر مبنای استفاده از نرم افزار اباکوس تهیه شده است. برای نرم افزارهای دیگر مثل انسیس هم می تواند قابل توسعه باشد.

چند نکته و کلام آخر:

• معمولا به بالای 10000 چرخه، پرچرخه گفته می شود.
• معمولا تحلیل کم چرخه بر اساس کرنش کنترل و تحلیل پرچرخه براساس تنش کنترل است.
• در تحلیل های پرچرخه، سطح تنش بسیار کمتر از تنش تسلیم ماده است و کرنش قابل ملاحظه ای در هر سیکل نشان نمی دهد. برعکس در تحلیل کم چرخه در هر سیکل مقدار کرنش الاستیک قابل توجه است.
• معمولا تست های خستگی پرچرخه براساس استاندارد ASTM E466 انجام می شود.
• برای تحلیل های کم چرخه در بعضی موارد از ابزار امپلیتیود (Amplitude) هم در خود نرم افزار اباکوس می شود استفاده کرد. اما این کار برای تعداد سیکل زیاد خیلی هزینه محاسباتی بالایی خواهد داشت. برای تا حدود 20 و در بعضی موارد 100 سیکل شاید این کار بد نباشد.
• پروتکل های تست خستگی به صورت های
  • تست خستگی محوری
  • تست خستگی خمش 3 نقطه
  • و تست خستگی خمش 4 نقطه می باشد.

باتشکر از همراهی شما تا پایان این مطلب. امیدوارم مورد استفاده شما باشد. سوالات و نظراتتان را از ما دریغ نکنید! همین زیر کامنت بذارید جواب می دهیم…