 |
تحلیل تنش و مودال تیغه کامپوزیت توربین بادی
معرفی
توربین‌های بادی به طور فزاینده‌ای منبع محبوب انرژی‌های تجدیدپذیر هستند. به این ترتیب، طراحی، تجزیه و تحلیل و ساخت توربین های بادی برای صنعت انرژی مهم است.
پره های توربین اجزای حیاتی یک توربین بادی هستند. هنگام تولید نیروی الکتریکی از طریق چرخش، آنها باید انواع مختلفی از بارها مانند بارهای باد، گرانشی و گریز از مرکز را تحمل کنند. اندازه زیاد تیغه به مواد سبک و قوی نیاز دارد و کامپوزیت ها برای این کار مناسب هستند.
این مثال نحوه تجزیه و تحلیل تیغه توربین بادی کامپوزیت را با استفاده از مخلوطی از کربن-اپوکسی، شیشه-وینیل استر و فوم پی وی سی نشان می دهد. تیغه به عنوان یک ساختار ساندویچی ساخته شده است که در آن هسته فوم PVC بین کربن-اپوکسی و شیشه-وینیل استر قرار گرفته است.
ابتدا یک آنالیز تنش تیغه انجام می شود که در آن تحت ترکیبی از بارهای گرانشی و گریز از مرکز قرار می گیرد. جابجایی نوک، مقادیر حداکثر تنش، و توزیع تنش از طریق ضخامت در یک نقطه خاص روی تیغه برای موارد بارگذاری مختلف محاسبه می‌شود. دوم، تجزیه و تحلیل فرکانس ویژه پیش تنیده برای طیف وسیعی از سرعت های عملیاتی انجام می شود. یک نمودار کمپبل که تغییرات فرکانس های ویژه با سرعت چرخش را به تصویر می کشد ایجاد می شود.
تعریف مدل
هندسه شامل یک پره توربین بادی به طول 61.5 متر است که در شکل 1 نشان داده شده است . این هندسه پره ای است که در توربین بادی NREL 5MW استفاده می شود ( مرجع 1 و شماره 2 ). نمای جلو و بالایی هندسه در شکل 2 نشان داده شده است .
هندسه تیغه دارای 19 بخش مختلف است که هر بخش با یک شکل ایرفویل مشخص می شود. جزئیات نوع ایرفویل همراه با حداکثر وتر و پیچش در هر بخش در جدول 1 آورده شده است .
اساساً شش نوع مختلف ایرفویل وجود دارد که برای ساخت پره کامل توربین بادی همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است استفاده می شود . توجه داشته باشید که NACA 64-618 بهترین ایرفویل از نظر آیرودینامیکی است و از این رو در نزدیکی ناحیه نوک استفاده می شود در حالی که DU 99-W-405 از نظر ساختاری خوب است و بنابراین در نزدیکی ریشه تیغه استفاده می شود. در این بین، ایرفویل های دیگری از خانواده DU وجود دارد که برای انتقال صاف بین دو شکل ایرفویل شدید استفاده می شود. جزئیات بیشتر در مورد ایرفویل های خانواده DU را می توان در Ref. 3 .
شکل 1: هندسه یک پره توربین بادی برای توربین بادی NREL 5MW. ایرفویل های مختلف مورد استفاده در بخش های مختلف نیز نشان داده شده است.
شکل 2: نمای جلو (zx-plane) و نمای بالا (xy-plane) از پره توربین بادی.
خیر | دهانه تیغه (متر) | آکورد (M) | پیچ و تاب (شما) | ایرفویل |
1 | 0 | 3.2 | 13.08 | ایرفویل دایره ای |
2 | 1.36 | 3.54 | 13.08 | ایرفویل دایره ای |
3 | 4.1 | 3.85 | 13.08 | ایرفویل دایره ای |
4 | 6.83 | 4.167 | 13.08 | ایرفویل دایره ای |
5 | 10.25 | 4.55 | 13.08 | DU 99-W-405 |
6 | 14.35 | 4.652 | 11.48 | DU 99-W-350 |
7 | 18.45 | 4.458 | 10.16 | DU 99-W-350 |
8 | 22.55 | 4.249 | 9.011 | DU 97-W-300 |
9 | 26.65 | 4.007 | 7.795 | DU 91-W2-250 |
10 | 30.75 | 3.748 | 6.544 | DU 91-W2-250 |
11 | 34.85 | 3.502 | 5.361 | DU 93-W-210 |
12 | 38.95 | 3.256 | 4.188 | DU 93-W-210 |
13 | 43.05 | 3.01 | 3.125 | NACA 64-618 |
14 | 47.15 | 2.764 | 2.319 | NACA 64-618 |
15 | 51.25 | 2.518 | 1.526 | NACA 64-618 |
16 | 54.67 | 2.313 | 0.863 | NACA 64-618 |
17 | 57.4 | 2.086 | 0.37 | NACA 64-618 |
18 | 60.13 | 1.4 | 0.16 | NACA 64-618 |
19 | 61.5 | 0.7 | 0 | NACA 64-618 |
دو بخش مهم از پره توربین بادی وجود دارد:
• | پوست |
• | دکل ها |
پوست از مرزهای منحنی بیرونی تشکیل شده است. اساساً کل بار را حمل می کند. به منظور افزایش سفتی خمشی و پیچشی، تیغه با استفاده از اسپارها که اعضای عمودی داخلی هستند، تقویت می شود.
شکل 3: انواع مختلف ایرفویل های مورد استفاده در بخش های مختلف پره توربین بادی.
بارها و شرایط مرزی
انتهای سمت چپ تیغه به توپی روتور متصل است و همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است ثابت می شود . بارهای وارد بر سازه، وزن خود تیغه و نیروی گریز از مرکز است. بارهای آیرودینامیکی یا باد در نظر گرفته نمی شوند.
دو نوع تجزیه و تحلیل انجام می شود:
• | تجزیه و تحلیل ثابت: این تجزیه و تحلیل برای مورد بار گرانشی، مورد بار نیروی گریز از مرکز، و ترکیبی از موارد بار نیروی گرانشی و گریز از مرکز، برای یک مقدار تک پره-RPM (15 دور در دقیقه ) انجام می شود. |
• | تجزیه و تحلیل فرکانس ویژه پیش تنیده: این تجزیه و تحلیل برای مورد بار گریز از مرکز برای طیفی از RPMs تیغه ( 0-30 rpm) انجام می شود. |
شکل 4: هندسه ای که شرایط مرزی و بارهای وارد بر سازه را نشان می دهد.
خواص مواد لامینا
تیغه توربین بادی تحلیل شده یک ساختار ساندویچی متشکل از سه نوع ماده لایه لایه مختلف است که در شکل 5 نشان داده شده است .
خواص مواد لامینه های مختلف از Ref. 4 .
شکل 5: آرایش ساندویچی از مواد لایه ای مختلف که در پوست و همچنین در تیغه استفاده می شود.
لمینت کربن اپوکسی
قسمت بیرونی سازه ساندویچی یک لمینت کربن اپوکسی با 10 لایه است که هر لایه به ضخامت 0.28 میلی متر و جهت 0 درجه نسبت به اولین محور سیستم مختصات لمینت می باشد. چگالی لایه 1560 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته شده است . خواص مواد ارتوتروپیک لامینا در جدول 2 آورده شده است .
دارایی مواد | ارزش |
{ E1 , E2 , E3 } | {139,9,9}(GPa) |
{ G12 , G23 , G13 } | {5.5،5.5،5.5}(GPa) |
{ y 12 , y 23 , y 13 } | {0.32،0.32،0.32} |
لمینت شیشه ای-وینیل استر
قسمت بعدی ساختار ساندویچی یک لمینت شیشه ای وینیل استر است. چگالی این لایه 1890 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته شده است . خواص مواد ارتوتروپیک در جدول 3 آورده شده است .
دارایی مواد | ارزش |
{ E1 , E2 , E3 } | {41,9,9}(GPa) |
{ G12 , G23 , G13 } | {4.1،4.1،4.1}(GPa) |
{ y 12 , y 23 , y 13 } | {0.3،0.3،0.3} |
این ورقه ورقه از 40 لایه با ضخامت 0.28 میلی متر ساخته شده است که در جدول 4 و شکل 6 به ترتیب روی هم چیده می شود .
شماره لایه | جهت گیری فیبر |
1-5 | 0 |
6-10 | 45 |
11-15 | -45 |
16-20 | 90 |
21-25 | 90 |
26-30 | -45 |
31-35 | 45 |
36-40 | 0 |
شکل 6: توالی انباشته شدن ورقه ورقه شیشه-وینیل استر، که جهت الیاف را در هر لایه، از پایین به بالا نشان می دهد.
فوم پی وی سی
جنس اصلی سازه ساندویچی از فوم پی وی سی به ضخامت 15 سانتی متر می باشد. چگالی مواد 200 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته شده است . مقادیر مدول یانگ، مدول برشی و نسبت پواسون برای ماده به ترتیب 250 مگاپاسکال، 92.6 مگاپاسکال و 0.35 در نظر گرفته شده است .
سیستم مختصات لمینت
جهت گیری سیستم مختصات ورقه ای که در آن خواص مواد ورقه ای مشخص شده است در شکل 7 نشان داده شده است .
شکل 7: سیستم مختصات ورقه ای که برای تعریف خواص مواد در پره توربین بادی استفاده می شود.
مش المان محدود
همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است، ساختار با استفاده از مش نگاشت شده گسسته می شود .
شکل 8: مش نقشه برداری شده برای پره توربین بادی.
نتایج و بحث
شکل 9: توزیع تنش فون میزس در پوست برای بارهای گرانشی و گریز از مرکز ترکیبی.
شکل 10: توزیع تنش فون میزس در اسپارها برای بارهای گرانشی و گریز از مرکز ترکیبی.
شکل 9 توزیع تنش فون میزس را در پوست و اسپارها برای بار ترکیبی نیروهای گرانشی و گریز از مرکز نشان می دهد. تنش های زیادی در نزدیکی ریشه تیغه و در محل اتصال بین مقطع دایره ای و ایرفویل وجود دارد. توزیع تنش برای اسپارها به طور جداگانه در شکل 10 نشان داده شده است . توزیع تنش در بیرونی ترین لایه ورقه کربن اپوکسی در شکل 11 برای سه حالت بار نشان داده شده است.
شکل 11: توزیع تنش فون میزس در بیرونی ترین لایه کربن-اپوکسی برای سه حالت بار مختلف.
تغییر ضخامت تنش فون میزس در یک نقطه خاص روی پره توربین بادی در شکل 12 برای موارد بار مختلف نشان داده شده است. سطوح تنش بین لمینت ها و همچنین بین لایه های داخل لمینت های مختلف متفاوت است. بالاترین سطوح تنش را می توان در کربن اپوکسی مشاهده کرد که خارجی ترین لایه ساختار ساندویچی را تشکیل می دهد.
شکل 12: تغییرات ضخامت تنش فون میزس برای بارهای مختلف.
شکل 13: شکل حالت چهارم تیغه برای سرعت های مختلف تیغه.
شکل 14: هشت حالت اول تیغه زمانی که نمی چرخد شکل می گیرد.
در بخش دوم مثال، یک تحلیل فرکانس ویژه پیش تنیده برای محاسبه فرکانس‌های ویژه و شکل‌های حالت متناظر تیغه تحت نیروهای گریز از مرکز انجام می‌شود. اشکال حالت های مختلف تیغه و همچنین تأثیر نیروی گریز از مرکز بر شکل مد در شکل 14 و شکل 13 نشان داده شده است .
نمودار کمپبل به منظور درک تغییرات فرکانس های ویژه با توجه به سرعت چرخش تیغه همانطور که در شکل 15 نشان داده شده است ایجاد شده است . فرکانس های ویژه با افزایش RPM تیغه افزایش می یابد. این به دلیل اثر سفت شدن گریز از مرکز است.
شکل 15: نمودار کمپبل که تغییرات فرکانس های ویژه را با افزایش RPM تیغه نشان می دهد.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
• | مدل‌سازی یک پوسته چند لایه مرکب به یک هندسه سطح ( 2 D) که به طور کلی سطح پایه نامیده می‌شود، و یک گره مواد لایه‌ای نیاز دارد که یک بعد اضافی ( 1 D) به هندسه سطح پایه در جهت عادی سطح اضافه می‌کند. می‌توانید از قابلیت لایه لایه برای مدل‌سازی چندین لایه که روی هم قرار گرفته‌اند با ضخامت‌ها، خواص مواد و جهت‌گیری فیبر متفاوت استفاده کنید. شما می توانید به صورت اختیاری مواد رابط بین لایه ها را مشخص کنید و عناصر مش را در هر لایه کنترل کنید. |
• | از دیدگاه مدل ساختاری، شما از فرمولاسیون مبتنی بر تئوری تک لایه معادل (ESL) در مدل مواد الاستیک لایه‌ای خطی رابط شل استفاده می‌کنید. |
منابع
1. J. Jonkman، S. Butterfield، W. Musial و G. Scott، تعریف یک توربین بادی مرجع 5 مگاواتی برای توسعه سیستم فراساحلی، گزارش فنی، NREL/TP-500-38060، 2009.
2. MK Yeh، و CH Wang، تجزیه و تحلیل استرس تیغه توربین بادی کامپوزیت با زاویه انباشتگی مختلف و ضخامت پوست متفاوت، ICMSEA و MCEBM، 2017.
3. WA Timer و RPJOM van Rooij، خلاصه ایرفویل های اختصاصی توربین بادی دانشگاه دلفت، J. Sol. Energy Eng 125 (4)، 488-496، 2003.
4. K. Kox و A. Echtermeyer، طراحی ساختاری و تجزیه و تحلیل یک تیغه توربین بادی 10 مگاواتی، Energy Procedia 24، 194-201، 2012.
مسیر کتابخانه برنامه: ماژول_کامپوزیت_مواد/دینامیک_و_ارتعاش/پره_کامپوزیت_توربین_بادی
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Structural Mechanics>Shell (پوسته) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
هفتم | 0.28 [mm] | 2.8E-4 متر | ضخامت لایه |
thc | 15[cm] | 0.15 متر | ضخامت هسته |
دور در دقیقه | 15 دور در دقیقه | 0.25 1/s | دور تیغه |
امگا | 2*pi[rad]*rpm | 1.5708 راد در ثانیه | سرعت زاویه ای تیغه |
هندسه 1
واردات 1 (imp1)
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Geometry 1 را گسترش دهید . |
2 | روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Import را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
4 | از فهرست منبع ، فایل COMSOL Multiphysics را انتخاب کنید . |
5 |  روی Browse کلیک کنید . |
6 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل wind_turbine_composite_blade.mphbin دوبار کلیک کنید . |
7 |  روی Import کلیک کنید . |
برای تجسم بهتر می توانید نمای هندسه را تنظیم کنید.
تعاریف
مرزهای پوستی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Skin Boundaries را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرز 50 را انتخاب کنید. |
5 | تیک گروه بر اساس مماس پیوسته را انتخاب کنید . |
مرزهای اسپار
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Spar Boundaries را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 3 و 5 را انتخاب کنید. |
5 | تیک گروه بر اساس مماس پیوسته را انتخاب کنید . |
لبه های ثابت
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، لبه های ثابت را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح موجودیت هندسی ، Edge را انتخاب کنید . |
4 | فقط Edge 10 را انتخاب کنید. |
5 | تیک گروه بر اساس مماس پیوسته را انتخاب کنید . |
میانگین 1 (aveop1)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کنید و میانگین را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای میانگین ، بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح موجودیت هندسی ، Edge را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، لبه های ثابت را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Advanced را پیدا کنید . از لیست Frame ، Material (X، Y، Z) را انتخاب کنید . |
سیستم مرزی 1 (sys1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary System 1 (sys1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای سیستم مرزی ، قسمت تنظیمات را پیدا کنید . |
3 | زیربخش نام مختصات را پیدا کنید . از لیست Axis ، x را انتخاب کنید . |
معکوس عادی 1
1 | روی Boundary System 1 (sys1) کلیک راست کرده و Reverse Normal را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Reverse Normal ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Skin Boundaries را انتخاب کنید . |
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار پنجره Graphics ،  روی گزینه  Select Objects کلیک کنید ، سپس Select Boundaries را انتخاب کنید . |
3 |  روی دکمه کلیک و پنهان کردن در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
می توانید قسمت هایی از پوست را پنهان کنید تا اسپارهای داخل تیغه را تجسم کنید.
تعاریف جهانی
جنس: کربن-اپوکسی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions ، روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، ماده: کربن-اپوکسی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
مواد لایه ای: CE-[0]_10
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد لایه‌ای ، لایه لایه را تایپ کنید: CE-[0]_10 در قسمت نوشتار برچسب . |
3 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
لایه | مواد | چرخش (درجه) | ضخامت | عناصر مش |
لایه 1 | جنس: کربن اپوکسی (mat1) | 0.0 | th*10 | 1 |
جنس: شیشه-وینیل استر
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، Material: Glass-Vinylester را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
مواد لایه ای: GV-[0_5/45_5/-45_5/90_5]_s
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد لایه ای ، لایه لایه را تایپ کنید : GV-[0_5/45_5/-45_5/90_5]_s در قسمت نوشتار برچسب . |
3 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
لایه | مواد | چرخش (درجه) | ضخامت | عناصر مش |
لایه 1 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | 0.0 | th*5 | 1 |
4 |  روی افزودن کلیک کنید . |
شش لایه دیگر اضافه کنید تا مواد در مجموع هشت لایه شود.
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
لایه | مواد | چرخش (درجه) | ضخامت | عناصر مش |
لایه 2 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | 45 | th*5 | 1 |
لایه 3 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | -45 | th*5 | 1 |
لایه 4 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | 90 | th*5 | 1 |
لایه 5 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | 90 | th*5 | 1 |
لایه 6 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | -45 | th*5 | 1 |
لایه 7 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | 45 | th*5 | 1 |
لایه 8 | جنس: شیشه-وینیل استر (mat2) | 0 | th*5 | 1 |
6 | کلیک کنید تا قسمت Preview Plot Settings گسترش یابد . در قسمت متنی نسبت ضخامت به عرض ، 0.6 را تایپ کنید . |
7 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید . روی Layer Stack Preview در گوشه سمت راست بالای بخش کلیک کنید . |
جنس: فوم پی وی سی
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، مواد: PVC Foam را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
مواد لایه ای: PF-[0]
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد لایه‌ای ، لایه لایه: PF-[0] را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
لایه | مواد | چرخش (درجه) | ضخامت | عناصر مش |
لایه 1 | جنس: فوم پی وی سی (mat3) | 0.0 | thc | 1 |
مواد
یک پشته مواد لایه ای ایجاد کنید که در آن مواد لایه ای ایجاد شده قبلی را می توان برای نهایی کردن ساختار ساندویچی کامپوزیت مرتب کرد.
پشته مواد لایه ای 1 (stlmat1)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Layers>Layered Material Stack را انتخاب کنید .
پیوند مواد لایه ای: کربن-اپوکسی
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه ، پیوند لایه لایه: کربن-اپوکسی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
پیوند مواد لایه ای: شیشه-وینیل استر
1 | روی Layered Material Link: Carbon-Epoxy کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پیوند مواد لایه‌ای ، پیوند لایه لایه: Glass-Vinylester را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید . از لیست Material ، لایه لایه را انتخاب کنید : GV-[0_5/45_5/-45_5/90_5]_s (lmat2) . |
پیوند مواد لایه ای: فوم پی وی سی
1 | روی پیوند لایه لایه : Glass-Vinylester کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه ، پیوند لایه لایه: فوم PVC را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید . از لیست Material ، Layered Material: PF-[0] (lmat3) را انتخاب کنید . |
پیوند مواد لایه ای: شیشه-وینیلستر 1 (stlmat1.stllmat4)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials>Layered Material Stack 1 (stlmat1) روی Layered Material Link: Glass-Vinylester (stlmat1.stllmat2) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
پیوند مواد لایه ای: کربن-اپوکسی 1 (stlmat1.stllmat5)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials>Layered Material Stack 1 (stlmat1) روی Layered Material Link: Carbon-Epoxy (stlmat1.stllmat1) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
پشته مواد لایه ای 1 (stlmat1)
1 | در پنجره تنظیمات برای پشته مواد لایه‌ای ، کلیک کنید تا قسمت Preview Plot Settings گسترش یابد . |
2 | تیک گزینه Shows labels in cross-section plot را پاک کنید . |
3 | قسمت Layered Material Settings را پیدا کنید . روی Layer Cross-Section Preview در گوشه سمت راست بالای بخش کلیک کنید . |
پوسته (پوسته)
مواد الاستیک خطی لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Shell (شل) کلیک راست کرده و Material Models>Layered Linear Elastic Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد الاستیک خطی لایه‌ای ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Linear Elastic Material را پیدا کنید . از لیست تقارن مواد ، Orthotropic را انتخاب کنید . |
5 | تیک Transversely isotropic را انتخاب کنید . |
خواص مواد کربن-اپوکسی، شیشه-وینیل استر و فوم پی وی سی را اضافه کنید.
تعاریف جهانی
جنس: کربن اپوکسی (mat1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions>Materials روی Material: Carbon-Epoxy (mat1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material Contents را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مدول یانگ | {Evect1، Evect2} | {139e9,9e9} | پا | همسانگرد عرضی |
نسبت پواسون | {nuvect1, nuvect2} | {0.32،0.32} | 1 | همسانگرد عرضی |
مدول برشی | بردار 1 | 5.5e9 | N/m² | همسانگرد عرضی |
تراکم | rho | 1560 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
جنس: شیشه-وینیل استر (mat2)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Material: Glass-Vinylester (mat2) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material Contents را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مدول یانگ | {Evect1، Evect2} | {41e9,9e9} | پا | همسانگرد عرضی |
نسبت پواسون | {nuvect1, nuvect2} | {0.3،0.3} | 1 | همسانگرد عرضی |
مدول برشی | بردار 1 | 4.1e9 | N/m² | همسانگرد عرضی |
تراکم | rho | 1890 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
جنس: فوم پی وی سی (mat3)
فوم پی وی سی ایزوتروپیک است. فقط باید مدول یانگ و نسبت پواسون را تنظیم کنید. خواص مواد ارتوتروپیک از آنها هماهنگ خواهد شد.
1 | در پنجره Model Builder ، روی Material: PVC Foam (mat3) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material Properties را پیدا کنید . |
3 | در درخت خواص مواد ، مکانیک جامد > مواد الاستیک خطی> مدول یانگ و نسبت پواسون را انتخاب کنید . |
4 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
5 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مدول یانگ | E | 250e6 | پا | مدول یانگ و نسبت پواسون |
نسبت پواسون | نه | 0.35 | 1 | مدول یانگ و نسبت پواسون |
تراکم | rho | 200 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
6 |  روی دکمه Show More Options در نوار ابزار Model Builder کلیک کنید . |
7 | در کادر محاوره‌ای Show More Options ، در درخت، کادر را برای گره Physics>Advanced Physics Options انتخاب کنید . |
8 | روی OK کلیک کنید . |
پوسته (پوسته)
مواد الاستیک خطی لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Shell (Shell) روی Layered Linear Elastic Material 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد الاستیک خطی لایه ای ، کلیک کنید تا بخش ضریب تصحیح برشی گسترش یابد . |
3 | از لیست، User defined را انتخاب کنید . |
محدودیت ثابت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Fixed Constraint را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای محدودیت ثابت ، قسمت Edge Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، لبه های ثابت را انتخاب کنید . |
جاذبه 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Global کلیک کنید و Gravity را انتخاب کنید . |
2 |  روی Load Group کلیک کنید و New Load Group را انتخاب کنید . |
تعاریف جهانی
گروه بار: جاذبه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions>Load and Constraint Groups روی Load Group 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه بار ، Load Group: Gravity را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متنی نام پارامتر ، lgG را تایپ کنید . |
پوسته (پوسته)
قاب چرخان 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Rotating Frame را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rotating Frame ، قسمت Rotating Frame را پیدا کنید . |
3 | از لیست Axis of rotation ، User defined را انتخاب کنید . بردار r bp را به عنوان مشخص کنید |
aveop1 (X) | ایکس |
aveop1 (Y) | y |
aveop1 (Z) | z |
4 | بردار e ax را به صورت مشخص کنید |
0 | ایکس |
1 | y |
0 | z |
5 | از لیست جهت چرخشی ، جهت عقربه های ساعت را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Ω ، omega را تایپ کنید . |
7 | قسمت Frame Acceleration Effect را پیدا کنید . تیک Spin softening را پاک کنید . |
8 | در نوار ابزار Physics ، روی  Load Group کلیک کنید و New Load Group را انتخاب کنید . |
تعاریف جهانی
گروه بار: نیروی گریز از مرکز
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions>Load and Constraint Groups روی Load Group 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Load Group ، Load Group: Centrifugal Force را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متنی نام پارامتر ، lgCF را تایپ کنید . |
مش 1
نقشه برداری 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Mapped را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mapped ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید . |
سایز 1
1 | روی Mapped 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، کلیک کنید تا بخش پارامترهای اندازه عنصر گسترش یابد . |
3 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.5 را تایپ کنید . |
6 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید . |
مطالعه: ایستا
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study: Static را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study: Static روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، برای گسترش بخش Study Extensions کلیک کنید . |
3 | تیک Define load case را انتخاب کنید . |
4 |  روی افزودن کلیک کنید . |
دو بار اضافی اضافه کنید.
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
LOAD CASE | LGG | وزن | LGCF | وزن |
حالت بار: جاذبه | √ | 1.0 | 1.0 | |
محفظه بار: نیروی گریز از مرکز | 1.0 | √ | 1.0 | |
محفظه بار: گرانش + نیروی گریز از مرکز | √ | 1.0 | √ | 1.0 |
6 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
مواد لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Datasets را گسترش دهید . |
2 | روی Results>Datasets کلیک راست کرده و More Datasets>Layered Material را انتخاب کنید . |
انتخاب
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  ویژگی ها کلیک کنید و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، Spar Boundaries را انتخاب کنید . |
جابجایی نوک
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  Point Evaluation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی نقطه ، Tip Displacement را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط نقطه 110 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت Expressions را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
shell.disp | متر | بزرگی جابجایی |
5 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
حداکثر استرس
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Derived Values کلیک کنید و Maximum>Volume Maximum را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حجم حداکثر ، حداکثر استرس را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Layered Material 1 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Expressions را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
پوسته | MPa | استرس فون میزس |
5 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است، از دستورالعمل های زیر برای ترسیم توزیع تنش فون میزس روی پوسته و مرزهای تیغه استفاده کنید .
استرس: پوست + اسپار
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Stress (پوسته) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Stress: Skin+Spar را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . از لیست View ، نمای جدید را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Color Legend را پیدا کنید . چک باکس نمایش مقادیر حداکثر و حداقل را انتخاب کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress: Skin+Spar را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، برای گسترش بخش Range کلیک کنید . |
3 | تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت Maximum text 1e8 را تایپ کنید . |
5 | در نوار ابزار Stress: Skin+Spar ، روی  Plot کلیک کنید . |
از دستورالعمل های زیر برای رسم توزیع تنش فون میزس بر روی مرزهای اسپار همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است استفاده کنید .
استرس: اسپار
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress: Skin+Spar کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Stress: Spar را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Layered Material 1 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . از لیست View ، Automatic را انتخاب کنید . |
5 | کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress: Spar را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Stress: Spar ، روی  Plot کلیک کنید . |
همانطور که در شکل 11 نشان داده شده است، از دستورالعمل های زیر برای رسم توزیع تنش فون میزس بر روی قطعه لایه لایه استفاده کنید .
3 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1 | به پنجره Add Predefined Plot بروید . |
2 | در درخت، مطالعه: Static/Solution 1 (sol1)>Shell>Stress، Slice (پوسته) را انتخاب کنید . |
3 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
نتایج
استرس، برش (کربن-اپوکسی)
1 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Stress, Slice (Carbon-Epoxy) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید. |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Stress, Slice (Carbon-Epoxy) را گسترش دهید . |
برش مواد لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Stress, Slice (Carbon-Epoxy)>Layered Material Slice 1 را گسترش دهید ، سپس بر روی Layered Material Slice 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه لایه ، کلیک کنید تا بخش Range گسترش یابد . |
3 | قسمت Through-Thickness Location را بیابید . در قسمت متنی Local z-coordinate [-1,1] ، 1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Range را پیدا کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت Maximum text 1e8 را تایپ کنید . |
6 | در نوار ابزار Stress, Slice (Carbon-Epoxy) ، روی  Plot کلیک کنید . |
از دستورالعمل های زیر برای رسم توزیع تنش فون میزس بر روی برش های مواد لایه ای مختلف استفاده کنید.
استرس، برش
1 | روی Layered Material Slice 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، Stress، Slice را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
4 | از لیست View ، نمای جدید را انتخاب کنید . |
برش مواد لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress، Slice را گسترش دهید ، سپس بر روی لایه لایه مواد Slice 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه لایه ، قسمت Through-Thickness Location را پیدا کنید . |
3 | از لیست تعریف موقعیت مکانی ، فیزیکی را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن مختصات z محلی ، 5*th، 17*th، 30*th، 50*th+0.5*thc، 70*th+thc، 83*th+thc، 95*th+thc را تایپ کنید . |
5 | قسمت Layout را پیدا کنید . از لیست جابجایی ، خطی را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متنی Relative z-separation 0.3 را تایپ کنید . |
7 | تیک Show descriptions را انتخاب کنید . |
8 | در قسمت متن جداسازی نسبی ، 0.35 را تایپ کنید . |
حاشیه نویسی جدول 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress، Slice کلیک راست کرده و Table Annotation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حاشیه نویسی جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از فهرست منبع ، جدول محلی را انتخاب کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
مختصات X | Y- مختصات | Z-COORDINATE | حاشیه نویسی |
80 | 0 | 0 | کربن اپوکسی |
80 | 0 | 18 | شیشه-وینیل استر |
80 | 0 | 37.5 | شیشه-وینیل استر |
80 | 0 | 56 | پی وی سی فوم |
80 | 0 | 76 | شیشه-وینیل استر |
80 | 0 | 94 | شیشه-وینیل استر |
80 | 0 | 112 | کربن اپوکسی |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . تیک Show point را پاک کنید . |
6 | از لیست جهت ، عمودی را انتخاب کنید . |
استرس، برش
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress, Slice کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Stress, Slice ، روی  Plot کلیک کنید . |
همانطور که در شکل 12 نشان داده شده است، از دستورالعمل های زیر برای ترسیم تغییرات ضخامت تنش فون میزس برای موارد مختلف بار استفاده کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1 | به پنجره Add Predefined Plot بروید . |
2 | در درخت، مطالعه: Static/Solution 1 (sol1)>Shell>Stress, Through Thickness (پوسته) را انتخاب کنید . |
3 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
نتایج
استرس، از طریق ضخامت (پوسته)
1 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
2 | از لیست انتخاب پارامتر (Load case) ، همه را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
4 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در فیلد نوشتاری مرتبط، von Mises stress (MPa) را تایپ کنید . |
5 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، مختصات ضخامت (mm) را تایپ کنید . |
6 | قسمت Axis را پیدا کنید . تیک گزینه Manual axis limits را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت حداقل متن x ، 0 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت حداکثر متن x ، 100 را تایپ کنید . |
9 | در فیلد متن حداقل y ، 0 را تایپ کنید . |
10 | در قسمت متن حداکثر y ، 60*1000*th را تایپ کنید . |
11 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت راست میانی را انتخاب کنید . |
از طریق ضخامت 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress، Through Thickness (پوسته) را گسترش دهید ، سپس Through Thickness 1 را کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Through Thickness ، بخش Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط نقطه 26 را انتخاب کنید. |
5 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست واحد ، MPa را انتخاب کنید . |
6 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت Expression text shell.xd را تایپ کنید . |
8 | از لیست واحد ، mm را انتخاب کنید . |
9 | زیربخش موقعیت های رابط را پیدا کنید . از فهرست نمایش موقعیت های رابط ، رابط بین مواد لایه ای را انتخاب کنید . |
10 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، چرخه را انتخاب کنید . |
11 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
12 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
جاذبه زمین |
نیروی گریز از مرکز |
گرانش + نیروی گریز از مرکز |
استرس، از طریق ضخامت (پوسته)
در پنجره Model Builder ، روی Stress, Through Thickness (پوسته) کلیک کنید .
حاشیه نویسی جدول 1
1 | در نوار ابزار Stress، Through Thickness (پوسته) ، روی  More Plots کلیک کنید و Table Annotation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حاشیه نویسی جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از فهرست منبع ، جدول محلی را انتخاب کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
مختصات X | Y- مختصات | حاشیه نویسی |
30 | 5*1000*th | کربن اپوکسی |
30 | 30*1000*th | شیشه-وینیل استر |
30 | 55*1000*th | پی وی سی فوم |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . تیک Show point را پاک کنید . |
6 | در نوار ابزار استرس، از طریق ضخامت (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1 | به پنجره Add Predefined Plot بروید . |
2 | در درخت، مطالعه: Static/Solution 1 (sol1)>Shell>Shell Geometry (شل) را انتخاب کنید . |
3 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
4 | در درخت، مطالعه: Static/Solution 1 (sol1)>Shell>Thickness and Orientation (شل) را انتخاب کنید . |
5 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
نتایج
هندسه پوسته (پوسته)
1 | در پنجره Model Builder ، در زیر Results روی Shell Geometry (پوسته) کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Shell Geometry (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
از دستورالعمل های زیر برای رسم سیستم مختصات مواد لایه ای همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است استفاده کنید .
ضخامت و جهت (پوسته)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Thickness and Orientation (Shell) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | از لیست View ، View 3D 3 را انتخاب کنید . |
ضخامت
1 | در پنجره Model Builder ، گره Thickness and Orientation (پوسته) را گسترش دهید ، سپس روی Thickness کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
4 | از لیست رنگ ، خاکستری را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار Thickness and Orientation (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
اکنون می توانید یک مطالعه با فرکانس ویژه، Prestressed اضافه کنید.
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت Select Study ، Preset Studies for Selected Physics Interfaces>Eigenfrequency, Prestressed را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه: فرکانس ویژه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study: Eigenfrequency را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
شما می توانید یک جارو پارامتریک برای طیفی از دورهای تیغه از 0 تا 30 دور در دقیقه انجام دهید.
جارو پارامتریک
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  پارامتر Sweep کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جابجایی پارامتری ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 |  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
دور در دقیقه (دور تیغه) | محدوده (0،5،30)[rpm] | 1/s |
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Study Extensions را پیدا کنید . |
3 | تیک Define load case را انتخاب کنید . |
4 |  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
LOAD CASE | LGG | وزن | LGCF | وزن |
Load Case: نیروی گریز از مرکز | 1.0 | √ | 1.0 |
مرحله 2: فرکانس ویژه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Step 2: Eigenfrequency کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Eigenfrequency ، قسمت Study Settings را پیدا کنید . |
3 | کادر بررسی تعداد دلخواه فرکانس ویژه را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 8 را تایپ کنید . |
4 | از روش جستجوی فرکانس ویژه در اطراف لیست شیفت ، قسمت واقعی بزرگتر را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
همانطور که در شکل 13 نشان داده شده است، از دستورالعمل های زیر برای رسم شکل های حالت برای RPM های مختلف استفاده کنید .
نتایج
شکل حالت (پوسته)
1 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
2 | از لیست فرکانس ویژه (Hz) ، 4.9418 را انتخاب کنید . |
3 | از لیست مقدار پارامتر (RPM (1/s)) ، 0 را انتخاب کنید . |
4 |  روی دکمه Go to XY View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Show Grid در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار Mode Shape (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
همانطور که در شکل 15 نشان داده شده است، از دستورالعمل های زیر برای ترسیم شکل های حالت برای RPM های مختلف استفاده کنید .
نمودار کمپبل
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، نمودار Campbell را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست مجموعه داده ها ، مطالعه: فرکانس ویژه/ راه حل های پارامتریک 1 (sol4) را انتخاب کنید . |
4 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، Label را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
6 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط فرکانس (Hz) را تایپ کنید . |
7 | قسمت Legend را پیدا کنید . تیک Show legends را پاک کنید . |
جهانی 1
1 | روی نمودار Campbell راست کلیک کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
فرکانس | 1/s | فرکانس |
4 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از فهرست داده های منبع محور ، راه حل های بیرونی را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، چرخه را انتخاب کنید . |
6 | زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید . |
انیمیشن 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  انیمیشن کلیک کنید و Player را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات انیمیشن ، بخش صحنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست موضوع ، ضخامت و جهت (پوسته) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت ویرایش انیمیشن را پیدا کنید . از لیست نوع توالی ، پسوند داده پویا را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Frames را پیدا کنید . در قسمت متن Frame number عدد 25 را تایپ کنید . |
6 |  روی دکمه Play در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
