30 درصد تخفیف برای خرید های بالای 20 هزار تومان

آباکوس در مهندسی عمران

همانطور که میدانید آباکوس یکی از نرم افزار هایی است که با استفاده از تکنیک المان محدود (FEM)، اقدام به حل مسایل می کند. یکی از پرکاربرد ترین حوزه های این تکنیک، مسایل سازه ای و به طور کلی مسایل پیرامون مکانیک جامدات می باشد. با توجه به اینکه در نرم افزار آباکوس، مسایل بر اساس تکنیک المان محدود مدل سازی و سپس حل می شوند، این نرم افزار می تواند به یک گزینه مناسب برای بررسی مسایل سازه ای و یا هر نوع مساله مکانیک جامداتی تبدیل شود. در کلیه رشته های مهندسی که یکی از تکنیک های رایج برای حل مسایلشان، تکنیک المان محدود است، کدهای تجاری و نرم افزار هایی مختص همان شاخه یا گرایش توسعه داده شده اند که با استفاده از تکنیک المان محدود اقدام به حل مسایل می کنند. در این خصوص، در مهندسی عمران، می توان به نرم افزار های سپ (SAP) و پلکسیس (plaxis) اشاره نمود. با اینکه اینگونه نرم افزار ها می توانند مسایل متداول و روتین را حل کنند، اما در موارد متعددی نظیر اکثر پروژه های پژوهشی و تحقیقاتی قادر به پاسخ گویی نیستند. از علل وجود این ضعف ذاتی می توان به عدم بهره مندی از ابزار های لازم جهت مدل سازی، عدم بهره مندی از حلگر هایی با قابلیت حل مسایل متنوع، عدم بهره مندی از یک پایه ریاضیاتی قدرتمند و مقاوم و در نهایت عدم بهره مندی از محیط های کدنویسی مناسب برای اینکه شما بتوانید توابع و رفتار های مد نظر خود را کدنویسی کنید، اشاره نمود. در کنار اینگونه از نرم افزار ها، نرم افزار های دیگری نیز در حوزه المان محدود وجود دارند که با هدف مدل سازی کلیه مسایل سازه ای توسعه داده شده اند. نرم افزار های دیگری نظیر انسیس، کامسول و ال اس داینا همانند آباکوس در این طبقه بندی جای میگیرند. در میان نرم افزار های این دسته، آباکوس به دلیل قابلیت های متعدد در حوزه مدل سازی مسایل مهندسی عمران، از جایگاه ویژه ای برخوردار است.  در ادامه قابلیت های اباکوس در حوزه تحلیل های متداول در مهندسی عمران، تشریح شده است.

تحلیل غیرخطی سازه ای

همانطور که میدانید نرم افزار آباکوس از قوی ترین حلگر های غیرخطی استفاده می کند. از این حلگر ها می توان برای حل غیرخطی مسایل سازه ای در آباکوس استفاده کرد. تحلیل های نظیر تحلیل هیسترزیس، تحلیل تحت بار لرزه ای و تحلیل اسیب سازه جز تحلیل های غیرخطی محسوب می شوند. با توجه به فیزیک و شرایط حاکم بر مساله، شما باید از بین استپ های موجود در ماژول استپ یکی یا تعدادی را انتخاب نموده و از انها در تحلیل خود استفاده کنید.

تحلیل مسایل با انواع المان های سازه ای

کلیه المان های مورد استفاده در تحلیل مسایل سازه ای شامل المان های خرپا (truss element)، تیر (beam element)، پوسته (shell element) و توپر (solid element) در کتابخانه المان های (element library) آباکوس موجود می باشد. با توجه به هدف و دقت شبیه سازی، شما میتوانید از هر یک از المان های نامبرده در مدل خود استفاده کنید. در آباکوس با توجه به شکل هندسی و فرمولاسیون مربوطه، شما بین طیف وسیعی از المان ها، حق انتخاب دارید. داشتن گزینه ها و حق انتخاب های متعدد در این زمینه سبب می شود تا شما بتوانید با توجه به پروژه خود، بهترین گزینه رو انتخاب نموده و در مدل خود از آن استفاده کنید.

تحلیل کمانش و پس کمانش (buckling and post buckling)

همانطور که میدانید، زمانی که به یک سازه بار فشاری وارد می شود، احتمال وقوع کمانش قبل از رسیدن نقاطی از سازه به تنش تسلیم وجود دارد. لذا بررسی احتمال کمانش سازه های تحت بارگذاری فشاری، از اهمیت ویژه ای برخورد دار است. در حالت کمانش، سازه ناپیدار می شود. مرحله بعد از کماناش یک سازه، پس کمانش آن است. تحلیل پس کمانش نشان می دهد که پس از عبور بارهای فشاری از حد بحرانی خود و کمانش کردن سازه، چه اتفاقات دیگری می تواند برای سازه روی دهد. در آباکوس شما می توانید علاوه بر انجام تحلیل کمانش و محاسبه مود های آن، پس کمانش سازه را نیز با روش های مختلفی شبیه سازی کنید.

تحلیل هیسترزیس ادوات فولادی

مطالعه رفتار فولاد تحت بارهای چرخه ای (cyclic loading) همواره یکی از مهمترین زمینه های تحقیقاتی بوده است. در بررسی پاسخ سازه به بارگذاری سیکلیک، منحنی تنش بر حسب کرنش مورد مطالعه قرار میگیرد. از آنجایی که آباکوس دارای مدل های متعددی از پلاستیسیته مواد نرم (ductile materials) است، شما می توانید با استفاده از این نرم افزار اینگونه تحلیل ها را انجام دهید. در صورتی که مدلی از رفتار پلاستیک مدنظر شماست که در محیط آباکوس موجود نیست، شما می توانید با استفاده از سابروتین های UHARD، UMAT، VUHARD و VUMAT رفتار پلاستیسیته مدنظر خود را در قالب سابروتین کدنویسی کرده و از آن در مدل خود استفاده کنید.

تحلیل بتن مسلح (reinforced concrete)

در محیط آباکوس مدل هایی برای شبیه سازی رفتار بتن گنجانده شده اند. این مدل ها قادرند که رفتار بتن را هم در ناحیه پلاستیک و هم در ناحیه آسیب شبیه سازی کنند. با قرار گیری میله های فولادی در بتن، بتن مسلح ایجاد میگردد. در آباکوس شما میتوانید بتن مسلح متشکل از هر نوع آرایشی از میلگردها و خاموت ها را شبیه سازی کنید.

تحلیل سازه ها تحت بار زلزله

بررسی میزان مقاومت یک سازه در برابر زلزله، همواره یکی از مهمترین دغدغه های مهندسین عمران بوده است. در آباکوس، شما میتوانید با استفاده از هر کدام از حلگر های مسایل سازه ای (abaqus/Explicit و abaqus/Standard)، تحلیل زلزله را انجام دهید. اعمال شتاب های ثبت شده از شتاب نگاشت ها، در قالب شرط مرزی جابجایی قابل انجام است. در این حالت بار وارده به سازه به صورت جابجایی کنترل (displacement control) به سازه اعمال میگردد. با استفاده از قابلیت های انالیز چند مرحله ای (multi step analysis) و تحلیل پی در پی (sequential analysis)، شما می توانید اثر بارهایی که قبل از وقوع زلزله، به سازه اعمال شده اند را در نظر بگیرید.

تحلیل FRP (Fiber Reinforced Polymer)

در حال حاضر تحقیقات گسترده ای در زمینه اثر FRP ها بر روی میزان مقاومت سازه های بتنی انجام میشود. امکان مدل سازی و شبیه سازی رفتار این مواد در محیط آباکوس وجود دارد. به هنگام استفاده از FRP در سازه یا نمونه های ازمایشگاهی، ورق ها و نوار های ساخته شده از آن با استفاده از چسب به سازه اصلی متصل میگردند. در آباکوس چسب با استفاده از روش ناحیه چسبنده (Cohesive Zone Method) ، مدل سازی می شود. با لحاظ نمودن چسب در شبیه سازی تیر ها و ستون هایی که در مقاوم سازی آنها از FRP استفاده شده است، می توان پدیده هایی نظیر جدایش (debonding) را مدل سازی کرد. همچنین با استفاده از معیار هاشین، شما می توانید آسیب در خود نوار های FRP را نیز بررسی کنید.

بررسی کوپل سازه و سیال (Fluid Structure Interaction)

در بسیاری از مسایل مهندسی،  به منظور بررسی اثر سیال بر روی سازه می توان تنها با استفاده از روابط تیوریک و یا نیمه تجربی، نیروهای ناشی از حضور و یا عبور سیال از اطراف سازه را محاسبه نموده و سپس در مدل المان محدود لحاظ نمود. متاسفانه به دلایل متعددی نظیر عدم وجود رابطه ریاضی برای تمام برهمکنش های سازه و سیال و یا دقت کم روش عنوان شده، در بسیاری از موارد شما ناگزیرید که سیال را به صورت جداگانه در مدل خود لحاظ نمایید. از جمله این مسایل می توان به مساله سیال محصور در فضای بسته (sloshing) اشاره نمود. برای شبیه سازی مسایل کوپل سازه و سیال متداول در مهندسی عمران، روش های متعددی در آباکوس تعبیه شده است. این روش ها عبارتند از: SPH (Smooth Particle Hydrodynamics)، CEL (Coupled Eulerian Lagrange )، ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian)، استفاده از المان های آکوستیک. روش های نامبرده با استفاده از تکنیک المان محدود اقدام به حل محیط سیال می کنند(برای تحلیل سیال به صورت عددی روش دیگری بنام CFD نیز وجود دارد که معمولا در حل مسایل عمرانی مورد استفاده قرار نمیگیرد).

 

8 دیدگاه
  1. Milana Travis 11 ماه پیش

    Thank you very much for your blog.

    I enjoyed reading this article.

  2. عیسی 9 ماه پیش

    سلام و عرض ادب.. من یک بلوک سنگی رو تحت تنش-های برجا و فشار منفذی در مرحله ژئواستاتیک به تعادل رسوندم.. یه مشکلی پیش اومده که امیدوارم بتونین حلش کنید. مقدار فشار منفذی ۵۰ مگاپاسکال هست که به صورت هیدرواستاتیک به مدل اعمال شده.. تنش قائم ۱۰۰ مگاپاسکال و نسبت تنش افقی به قائم نیز ۰٫۷۵ است.. حالا طبق فرمول تجربی تنشهای موثر، باید فشار منفذی از تنش-های افقی و قائم کم شود، درسته؟ برای تنش قائم درسته ولی تنش های افقی نه..دلیلش چی میتونه باشه؟

  3. آرش 9 ماه پیش

    باسلام: بنده مطالب آموزشی تصویری آباکوس را در رشته عمران می خواهم. آیا فایل کلی این آموزش را دارید؟

  4. fazel.pars 5 ماه پیش

    در خصوص روسازی ها آیا مدلسازی و آموزشی در سایت موجود هست؟

  5. مهدی 3 هفته پیش

    سلام مهندس میشه بگین این ارور رو چع جوری حلش کنم
    ۱۴nodes on an embedded element do not lie in any host element. Check coordinates, exterior tolerance and absolute exterior tolerance parameters, and the host element set definition. The nodes have been identified in node set ErrNodeEmbeddedNode.

    • Author
      mirzabozorg 3 هفته پیش

      سلام . این خطا بخاطر مشکل توی تعریف قید embedded region هست . فکر کنم باید مشتون رو ریز تر کنید یا شاید ارماتوری از بتن زده بیرون .

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

 
تماس با ما

مشاوره برای انتخاب محصولات، سفارش پروژه و تدریس خصوصی

آی دی تلگرام: Abg71
تلفن: ۰۹۳۵۱۳۲۴۰۱۳ (مهندس میرزابزرگ)


پشتیبانی سایت و مشکلات ثبت نام خرید و پرداخت

آی دی تلگرام: hmdrzo
ایمیل: info@femex.ir

© FEMEX Group All Rights Reserved

Heap | Mobile and Web Analytics

کانال تلگرام فمکس

@FEMEX

رمز عبور خود را فراموش کرده اید؟