در این تمرین شبیه سازی تحلیل کمانش و استاتیک روی چهارپایه را با بررسی تاثیر بار وارد کفی چهارپایه به وسیله ی نرم افزار سالیدورک انجام میدهیم و سپس حداقل ضریب ایمنی را در دو تحلیل با هم مقایسه میکنیم . ضریب ایمنی (factor of safety)، یک عدد است که بیان می کند که یک سیستم چند برابر قوی تر از آن چیزی است که برای بار مورد نظر نیاز دارد. بسیاری از سیستمها عمداً بسیار قویتر از آنچه برای استفاده عادی لازم است ساخته شدهاند تا شرایط اضطراری، بارهای غیرمنتظره، استفاده نادرست یا تخریب (قابلیت اطمینان) را فراهم کنند.
کمانش یک حالت شکست است که در آن جابجایی های ناگهانی زیاد به دلیل بارهای فشاری اتفاق می افتد. هنگامی که سازه های باریک تحت بارهای فشاری قرار می گیرند، یک جابجایی ناگهانی ممکن است رخ دهد. این می تواند حتی اگر تنش های زیاد در سازه بسیار کمتر از نقطه تسلیم مواد باشد، رخ دهد.
همچنین میتوانید شبیه سازی تحلیل استاتیک تیر در سالیدورک را بخوانید
1-باز کردن فایل پارت :
نرم افزار سالیدورک را اجرا کنید و فایل پارت Stool را باز کنید.
جهت دانلود فایل مربوط به تمرین کلیک کنید
2-ایجاد یک پروژه شبیه سازی تحلیل استاتیک:
از سربرگ Simulation با کلیک روی New Study و سپس انتخاب گزینه ی Static یک پروژه ی شبیه سازی استاتیک ایجاد کنید و نام آن را Stress Analysys بگذارید. اگر سربرگ Simulation وجود نداشت با رفتن به سربرگ Soildworks Add-ins آن را اضافه کنید.برای این که حالت تحلیل کمانش هم بتوانید انجام بدهید حالت Solidworks Simulation Proffesional را انتخاب کنید.
3-تعریف متریال
از سربرگ simulation روی Apply Material کلیک کرده و جنس قطعه را AISI 304 انتخاب کنید.
4-مشخص کردن نیرو های خطی وارده بر سازه
از سربرگ Simulation لیست کشویی External loads روی Force کلیک کنید و در منوی باز شده ابتدا طبق تصویر زیر کفی چهارپایه را انتخاب کنید و سپس کمی پایین تر گزینه ی Selected Direction را روی حالت انتخاب شده قرار دهید و در قسمت زیرین آن صفحه ی Top plane را انتخاب کنید تا نیرو عمود بر این صفحه به کفی چهارپایه وارد شود.
در قسمت Force با فعال کردن گزینه ها طبق تصویر زیر مقدار نیروی وارده در جهت عمود بر صفحه را 170 نیوتون قرار دهید و تیک reverse direction را بزنید تا نیرو در جهت منفی وارد شود و ok کنید.
5- مشخص کردن تکیه گاه های سازه و محدوده چرخش و حرکت از طریق اعمال نیرو های راه دور بر سازه
نیروی راه دور یعنی وقتى منشاء نیرو در جایى دورتر از وجه است اما روى آن اثر میگذارد.به شکل زیر دقت شود.
ما در اینجا شرایطی را از این طریق برای نرم افزار تعریف میکنیم که در آن پایه ها امکان چرخش و پیچش در جهت در سه جهت را دارند ولی امکان جابجایی ندارند.
برای این کار از سربرگ Simulation لیست کشویی External loads روی Remote Load/Mass کلیک کنید و در منوی باز شده Type را روی Displacement قرار دهید و در قسمت Selecttion سطح زیرین یکی از پایه های چهارپابه را مثل تصویر زیر انتخاب کنید (این همان وجهی است که اثر نیروی راه دور روی آن گذاشته میشود).
, در قسمت Refrence Coordinate System حالت User Defined را انتخاب کنید و در زیر آن دستگاه مختصات تعریف شده ی مطابق با آن پایه ای که انتخاب کردید را انتخاب کنید (مرکز این دستگاه مختصات مرکز دایره پایه است و برای آن است که محل و جهت وارد شدن نیروی راه دور را نسبت به آن مشخص کنیم)
در قسمت Location هر سه پارامتر x,y,z را صفر قرار دهید تا محل اعمال نیروی راه دور مرکز دستگاه مختصات باشد.
تیک قسمت Translation را بزنید و طبق تصویر زیر هر سه گزینه را فعال کنید تا برای امکان جابجایی محدودیت تعیین کنید و مقدار آن ها را صفر قرار دهید تا میزان جابجایی ممکن در هر جهت صفر میلیمتر باشد (یعنی اجازه جابجایی در هیچ جهتی وجود ندارد)
تیک قسمت Rotation را بردارید تا محدودیتی برای چرخش وجود نداشته باشد (یعنی اجازه چرخش در هر جهت وجود دارد) و ok کنید.
این مراحل را برای سه پایه ی دیگر چهارپایه هم انجام دهید.
6-اجرای پروژه شبیه سازی استاتیک
از سربرگ Simulation روی Run This Study کلیک کنید تا شبیه سازی اجرا شود.
7- مشاهده نمودار ضریب ایمنی
از درخت شبیه سازی روی Results راست کلیک کرده و Define Factor of Safety Plot را انتخاب کنید و در منوی باز شده از لیست کشویی Criterion گزینه ی Max von mises Stress را انتخاب کنید ، با انتخاب این گزینه معیار ضریب ایمنی را حداکثر تنشی که یک ماده می تواند قبل از تسلیم یا شکست تحمل کند قرار میدهیم. سپس ok کنید تا نمودار مربوط به آن به زیر بخش results آضافه شود.
با راست کلیک روی آن و انتخاب Setting وارد بخش تنظیمات مربوط به آن شوید و نمایش نقاطی که در آن ها ضریب ایمنی حداقل و حداکثر است را با زدن تیک های مربوطه در سربرگ chart options فعال کنید.
مشاهده میکنید که حداقل ضریب ایمنی در تحلیل استاتیک 1.18 است.یعنی این سازه برای شکست استاتیک در اثر بار وارده 1.18 برابر قوی تر از آن چیزی است که برای 170 نیوتون بار نیاز دارد.
8-ایجاد یک پروژه شبیه سازی تحلیل کمانش:
از سربرگ Simulation با کلیک روی New Study و سپس انتخاب گزینه ی Buckling یک پروژه ی شبیه سازی استاتیک ایجاد کنید و نام آن را Buckling Analysys بگذارید.
9-تکرار مراحل 3 و 4 و 5 برای شبیه سازی تحلیل کمانش
تعریف متریال ،مشخص کردن نیرو های خطی وارده بر سازه و مشخص کردن تکیه گاه های سازه و محدوده چرخش و حرکت از طریق اعمال نیرو های راه دور بر سازه را همانطور که برای تحلیل استاتیک انجام دادید برای تحلیل کمانش هم انجام دهید.
10-اجرای پروژه شبیه سازی تحلیل کمانش
از سربرگ Simulation روی Run This Study کلیک کنید تا شبیه سازی اجرا شود.
11- مشاهده ضریب ایمنی کمانش
از درخت شبیه سازی روی Results راست کلیک کرده و Buckling Factor of Safety را انتخاب کنید تا مقدار ضریب ایمنی کمانش را مشاهده کنید.میبینید که ضریب ایمنی کماش 73.9 است.یعنی این سازه برای کمانش یا شکست ناگهانی 73.9 برابر قوی تر از آن چیزی است که برای 170 نیوتون بار نیاز دارد.