تنظیمات برای تحلیل‌های غیرخطی در آباکوس

برای تحلیل‌های غیرخطی در آباکوس، مانند تحلیل‌های پلاستیکی و ترک‌خوردگی، تنظیمات خاصی لازم است تا رفتار دقیق ماده و تغییرات هندسی مدل به‌طور درست شبیه‌سازی شوند. این تحلیل‌ها معمولاً برای مسائل پیچیده‌ای مانند تغییرات در شکل و رفتار ماده تحت بارگذاری شدید یا تغییرات بزرگ کاربرد دارند.

مراحل تنظیمات برای تحلیل‌های غیرخطی در آباکوس

1. انتخاب نوع تحلیل: برای تحلیل‌های غیرخطی، باید نوع تحلیل خود را از بخش Step انتخاب کنید. معمولاً برای تحلیل‌های غیرخطی از روش‌های زیر استفاده می‌شود:

   • Static, General: برای تحلیل‌های استاتیکی غیرخطی که شامل پلاستیک، تغییرات هندسی بزرگ و ترکیب این‌ها است.
   • Dynamic, Implicit: برای تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی، که در آن بارها به‌طور زمان‌متغیر یا تغییرات هندسی و شتاب‌های غیرخطی دخیل هستند.
   • Dynamic, Explicit: برای تحلیل‌های دینامیکی پیچیده با تغییرات سریع (مثل ضربه یا برخورد)، که نیاز به حل دقیق و با سرعت بالا دارد.

2. تعریف خواص ماده غیرخطی: برای شبیه‌سازی رفتار غیرخطی ماده (مانند پلاستیک، کامپوزیت، یا مواد شکننده)، باید مدل مناسبی از خواص ماده را تعریف کنید. برخی از مدل‌های رایج عبارتند از:

   • پلاستیک (Plasticity): برای مواد پلاستیک، باید رفتار ماده را به‌طور دقیق مدل‌سازی کنید. از ویژگی‌های مانند مدل‌های پلاستیک جامع (مثل مدل Von Mises یا Drucker-Prager) استفاده می‌شود. برای این کار باید داده‌هایی مانند تنش-کرنش پلاستیک را وارد کنید.

     • به بخش Material رفته و از Plastic استفاده کنید تا منحنی تنش-کرنش پلاستیک یا سختی پلاستیک را تعریف کنید.

   • خستگی (Creep): برای مدل‌سازی خستگی یا تغییرات زمانی در مواد، از مدل‌های Creep استفاده می‌شود.

   • رفتار شکننده (Fracture Behavior): برای تحلیل ترک‌خوردگی و شکست، باید مدل‌های شکست مانند Cohesive Zone Modeling (CZM) یا مدل‌های XFEM را انتخاب کنید.

3. تعریف رفتار هندسی غیرخطی: تغییرات هندسی بزرگ (Large Deformation) معمولاً برای تحلیل‌هایی که شامل تغییرات شدید شکل هندسی هستند، نیاز به تنظیمات خاص دارند. این تنظیمات در تحلیل‌های غیرخطی اهمیت زیادی دارند.

   • برای فعال‌سازی تغییرات هندسی بزرگ، در بخش Step، گزینه Large Displacement را فعال کنید.
   • این ویژگی برای تحلیل‌هایی که شامل تغییرات قابل توجه هندسی یا انحنای شدید هستند، ضروری است.

4. تعریف ترک‌خوردگی و شکست: اگر بخواهید ترک‌خوردگی یا شکست را شبیه‌سازی کنید، باید از مدل‌های شکست استفاده کنید:

   • Cohesive Zone Model (CZM): این مدل برای تحلیل شکست و ترک‌خوردگی استفاده می‌شود. در این مدل، سطح شکست یا ترک با استفاده از یک لایه کوهزیو مدلسازی می‌شود.
   • Extended Finite Element Method (XFEM): این روش برای شبیه‌سازی ترک‌ها بدون نیاز به بازسازی مش استفاده می‌شود. می‌توانید ترک‌ها را به‌طور خودکار در مدل شبیه‌سازی کنید.

5. تنظیمات حل‌کننده: در تحلیل‌های غیرخطی، تنظیمات حل‌کننده اهمیت زیادی دارند. برای تحلیل‌های غیرخطی از روش‌های Newton-Raphson برای حل معادلات استفاده می‌شود.

   • به‌طور پیش‌فرض، آباکوس از روش Newton-Raphson برای تحلیل‌های غیرخطی استفاده می‌کند. این روش به‌ویژه برای مدل‌های پلاستیکی و شکست مناسب است.
   • در بخش Step می‌توانید Increment Size را تنظیم کنید. در تحلیل‌های غیرخطی، اندازه گام‌های زمانی بسیار مهم است و در برخی موارد باید به‌طور دستی این اندازه‌ها را تنظیم کنید تا از واگرایی جلوگیری شود.

6. کنترل واگرایی: تحلیل‌های غیرخطی ممکن است به دلیل پیچیدگی‌های مدل و بارگذاری به مشکلات واگرایی برسند. برای جلوگیری از واگرایی، تنظیمات مختلفی را می‌توان اعمال کرد:

   • Automatic Stabilization: برای جلوگیری از واگرایی در تحلیل‌های غیرخطی، می‌توانید Automatic Stabilization را فعال کنید تا آباکوس به‌طور خودکار پایداری را در فرایند حل برقرار کند.
   • Relaxation Factors: در صورت نیاز، می‌توانید از Relaxation Factors برای تنظیم گام‌های حل استفاده کنید تا از واگرایی جلوگیری شود.

7. مشخص کردن شرایط مرزی و بارگذاری غیرخطی: همان‌طور که در تحلیل‌های استاتیکی یا دینامیکی معمولی، شرایط مرزی و بارگذاری‌ها را مشخص می‌کنید، برای تحلیل‌های غیرخطی نیز می‌توانید بارهای متغیر با زمان یا بارهای پیچیده مانند تغییرات هندسی یا نیروهای پلاستیک را اعمال کنید.

   • بارگذاری‌ها می‌توانند به‌صورت time-dependent loads (نیروهای وابسته به زمان) یا بارهای غیرخطی تعریف شوند.

نکات مهم در تحلیل‌های غیرخطی:

• تحلیل‌های غیرخطی معمولاً زمان‌بر و پیچیده هستند و نیاز به دقت بالایی در تنظیمات دارند.
• ممکن است برای برخی مسائل خاص نیاز به انجام تحلیل‌های آزمایشی یا تنظیمات تجربی برای بهبود دقت مدل داشته باشید.
• اگر تحلیل واگرایی دارد، بررسی و تنظیم دقیق مش، اندازه گام‌های زمانی و شرایط مرزی می‌تواند به حل کمک کند.

با رعایت این مراحل و تنظیمات، می‌توانید تحلیل‌های غیرخطی پیچیده‌ای مانند پلاستیک و ترک‌خوردگی را در آباکوس انجام دهید.