آیا تحلیل خستگی با آباکوس امکان پذیر است؟

• 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 امکان‌‌پذیر است: در این مطلب سعی می‌کنیم به سوالی که ذهن خیلی ها را مشغول کرده، پاسخ بدهیم. خیلی از دوستان می‌پرسند که تحلیل خستگی با آباکوس چطور انجام می‌شود؟  اگر بخواهیم به این سوال جواب درستی بدهیم باید اینطور بگوییم که به طور کل اباکوس به تنهایی برای تحلیل خستگی زیاد استفاده نمی‌شود.

 تحلیل خستگی و چرخه‌ای برای هر متریال و هر رژیم بارگذاری داستان خودش را دارد. در این مطلب، چند نرم‌افزار، پلاگین و افزونه مناسب برای تحلیل خستگی با آباکوس و برای مواد کامپوزیتی، فلزی، جوش،  الاستومرها و حتی بتن پیشنهاد می‌کنیم. حالا در ادامه همراه ما باشید تا روش‌های حل خستگی در آباکوس را مرور کنیم.

تماس مستقیم

تحلیل خستگی فقط با آباکوس

تحلیل خستگی فقط با آباکوس و بدون کمک هیچ نرم‌افزار دیگری فقط برای فلزات و برای رژیم بارگذاری کم چرخه یا Low Cycle امکان‌پذیر 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 می‌باشد.

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

اگر مساله شما، شبیه به این هست می‌توانید از همین الگو بگیرید و شبیه‌سازی را انجام دهید.

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

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

برای بارگذاری پرچرخه یا High Cycle بهتر هست از نرم‌افزارهای جانبی تخصصی خستگی مثل fe-safe و MSC-Fatigue استفاده کنید. این نرم‌افزارها کتابخانه‌ای از مدل‌های مختلف بارگذاری و مواد را پوشش می‌دهند و معمولا کاربر از استفاده از این نرم‌افزارها راضی هست.

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

برای حل مسائل خستگی با MSC-Fatigue هم تقریبا کار خیلی راحت هست. این نرم‌افزار کاملا تخصصی و شاید پیشروترین نرم‌افزار آنالیز عددی خستگی موجود در بازار باشد. برای کار با این نرم‌افزار فایل *.odb حاصل از تحلیل آباکوس در این نرم‌افزار مورد استفاده قرار می‌گیرد و با توجه به نوع بارگذاری خستگی و انتخاب مدل خستگی و … تحلیل بینظیری از خستگی ارائه می‌شود.

در زیر تحلیل خستگی یک توربین باد را با استفاده از این نرم‌افزار مشاهده می‌کنید.

تحلیل خستگی با آباکوس برای مواد کامپوزیتی به کمک Helius

برای متریال‌هایی که جدیدتر مورد استفاده قرار می‌گیرند مثل کامپوزیت‌ها پلاگین‌های تخصصی دیگری هم مثل هلیوس (Helius) وجود دارد که خود من از کار کردن با این پلاگین خیلی راضی هستم. مدل‌ها و معیارهای خرابی مختلفی در این پلاگین هست و بر اساس نمودار S-N ماده تخمین عمر و آسیب را انجام می‌دهد.

از روش خوب و جدیدی هم برای پیش‌بینی آسیب استفاده می‌کند که برگ برنده‌اش در میان نرم‌افزارهای مشابه هست.

تحلیل خستگی با آباکوس برای الاستومرها چطور؟

برای رابرها (Rubbers) و الاستومر‌ها هم از اثر مولینز Mullins Effect موجود در خود نرم‌افزار برای بارگذاری‌های چرخه‌ای می‌شود استفاده کرد. اگر کسی به دنبال نرم‌افزار تخصصی برای بارگذاری چرخه‌ای لاستیک‌ها هست Endurica  را پیشنهاد می‌کنم. این نرم‌افزار با اکثر نرم‌افزارهای FEAخوب کوپل می‌شود و کاملا تخصصی در این زمینه در حال توسعه و استفاده در صنایع دنیاست.

شرکت داسو سیستمز از حلگر اندوریکا برای افزونه‌ای به نام fe-safe/Rubber استفاده کرده است تا پاسخگوی مشتریان خود در زمینه تحلیل خستگی الاستومر‌ها باشد. این افزونه به نرم افزار fe-safe اضافه می‌شود و تحلیل‌های مربوط به خستگی را به کمک حلگر Endurica انجام می‌دهد.

تماس مستقیم

وضعیت صنعت کشور در زمینه تحلیل خستگی الاستومرها

در این سال‌ها زیاد ندیدم در صنعت و دانشگاه ایران به دنبال حل مسائل خستگی الاستومر‌ها باشند با اینکه در دنیا خیلی این مساله مهم است. شاید هنوز در صنایع ایران این مساله احساس نیاز نشده است. البته با وجود کارخانه‌های مختلف تایر‌سازی و قطعه‌سازی مختلف مورد استفاده در صنعت نفت و گاز و خودرو این مساله خیلی عجیب هست. به دانشجویان تحصیلات تکمیلی پیشنهاد می‌کنم اگر هنوز در مرحله ارائه پروپزال پایان‌نامه 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 ضعف‌هایی برای بارگذاری چرخه‌ای دارد. مثلا محاسبات مربوط به پینچینگ (Pinching) انجام نمی‌شود. برای این موارد هم باید از سابروتین‌های V/UMAT در نرم‌افزار آباکوس کمک بگیرید.

جمع‌بندی

حالا اگر بخواهیم جمع‌بندی داشته باشیم شاید جدول زیر بهتر از همه این صحبت‌ها بتواند برای تصمیم‌گیری در مورد روش و نرم‌افزار مورد استفاده تحلیل خستگی کمک کند. توجه داشته باشید که جدول زیر بر مبنای استفاده از نرم افزار اباکوس تهیه شده است. برای نرم‌افزارهای دیگر مثل انسیس هم می‌تواند قابل توسعه باشد.

چند نکته و کلام آخر:

• معمولا به بالای 10000 چرخه، پرچرخه گفته می‌شود.
• معمولا تحلیل کم چرخه بر اساس کرنش کنترل و تحلیل پرچرخه براساس تنش کنترل است.
• در تحلیل‌های پرچرخه، سطح تنش بسیار کمتر از تنش تسلیم ماده است و کرنش قابل ملاحظه ای در هر سیکل نشان نمی‌دهد. برعکس در تحلیل کم‌چرخه در هر سیکل مقدار کرنش الاستیک قابل توجه است.
• معمولا تست‌های خستگی پرچرخه براساس استاندارد ASTM E466 انجام می‌شود.
• برای تحلیل‌های کم‌چرخه در بعضی موارد از ابزار امپلیتیود (Amplitude) هم در خود نرم‌افزار اباکوس می‌شود 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.
• پروتکل‌های تست خستگی به صورت‌های
  • تست خستگی محوری
  • تست خستگی خمش 3 نقطه
  • و تست خستگی خمش 4 نقطه می‌باشد.

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 می‌دهیم…
همچنین در صورت نیاز به منتورینگ تخصصی می‌توانید از طریق این لینک اقدام نمایید.