 |
تنش و تحلیل مودال یک رینگ چرخ مرکب
معرفی
امروزه گرایش به ساخت رینگ چرخ با استفاده از مواد کامپوزیت به جای آلومینیوم وجود دارد. دلیل اصلی کاهش جرم فنر نشده است که منجر به زمان پاسخ سریعتر و در نتیجه عملکرد بهتر شتاب، ترمز و پیچیدن می شود. به طور معمول، یک ماده کامپوزیت فیبر کربن برای تولید یک رینگ چرخ کامپوزیت استفاده می شود.
برای درک و بهبود طراحی یک رینگ چرخ مرکب، یک مدل نمونه در COMSOL ساخته شده است. این مثال مدل‌سازی یک رینگ چرخ را نشان می‌دهد که از ورقه‌ای کربن-اپوکسی تشکیل شده است. لمینت کامپوزیت دارای تعداد لایه های متفاوتی در نواحی مختلف رینگ چرخ است. ابتدا تحلیل تنش رینگ چرخ انجام می شود که در آن رینگ تحت فشار باد و بار لاستیک قرار می گیرد. به منظور محاسبه پاسخ مودال رینگ چرخ، یک تحلیل فرکانس ویژه پیش تنیده انجام می شود که در آن لبه تحت نیروهای قاب چرخشی قرار می گیرد.
تعریف مدل
هندسه رینگ چرخ در شکل 1 نشان داده شده است .
شکل 1: هندسه مدل یک رینگ چرخ مرکب.
هندسه از دو ناحیه اصلی تشکیل شده است که دارای توالی های مختلف انباشته شدن چند لایه هستند:
• | ناحیه لبه با لمینت 16 لایه |
• | ناحیه هاب اسپک با 8 لایه لمینت |
توالی انباشته شدن
یک لایه لایه متقارن در همه مناطق در نظر گرفته شده است. ترتیب انباشته شدن دو ناحیه به شرح زیر است:
• | هاب و پره ها: [0/45/90/-45] s ( شکل 2 ) |
• | رینگ: [[0/45/90/-45] s ] 2 ( شکل 3 ) |
شکل 2: توالی انباشته شدن [0/45/90/-45] s در ناحیه هاب-اسپیک.
هر لایه از مواد کربن اپوکسی تشکیل شده است و ضخامت آن 0.4 میلی متر است.
جهت گیری های بردار معمولی برای نواحی هاب پره و لبه به ترتیب در شکل 4 و شکل 5 نشان داده شده است . این جهتی است که در آن انباشته شدن لایه ها از پایین به بالا تفسیر می شود. توجه داشته باشید که سطح هندسی (یعنی مرز مشبک) نمایانگر سطح بالای لمینت است. این با استفاده از تنظیمات مربوطه در گره های پیوند لایه لایه و پشته مواد لایه ای تعریف می شود.
شکل 3: توالی انباشته شدن [[0/45/90/-45] s ] 2 در ناحیه لبه.
شکل 4: بردار معمولی در هر هاب و مرز پره ها. این جهتی است که در آن انباشته لایه ها از پایین به بالا تفسیر می شود.
شکل 5: بردار عادی در هر مرز لبه. این جهتی است که در آن انباشته لایه ها از پایین به بالا تفسیر می شود.
خواص مواد
هر لایه از مواد کامپوزیت کربن-اپوکسی تشکیل شده است. خواص مواد ارتوتروپیک همگن (مدول یانگ، مدول برشی و نسبت پواسون) در جدول 1 آورده شده است و چگالی متوسط لایه 1700 کیلوگرم بر متر مکعب است .
دارایی مادی | ارزش |
{ E1 , E2 , E3 } | {134، 9.2، 9.2} GPa |
{ G12 , G23 , G13 } | {4.8، 4.8، 4.8} GPa |
{ y 12 , y 23 , y 13 } | {0.28، 0.28، 0.28} |
مش المان محدود
ساختار با استفاده از یک شبکه مثلثی آزاد گسسته شده است، همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است .
شکل 6: مش المان محدود برای لبه چرخ.
محدودیت ها
• | هر سوراخ پیچ که در آن لبه چرخ به توپی چرخ متصل است ثابت می شود. |
بارها
دو نوع تجزیه و تحلیل انجام می شود:
• | آنالیز ثابت: این تحلیل برای فشار تایر و بار کلی روی چرخ ها انجام می شود. فشار بیش از حد 2 بار = 200 کیلو پاسکال است. کل بار حمل شده توسط چرخ مربوط به وزن 1120 کیلوگرم است. به عنوان فشار بر روی سطوح رینگ که تایر در تماس است اعمال می شود. فرض کنید که توزیع بار در جهت محیطی را می توان به صورت p = p 0 cos ( 3 ϑ ) تقریب زد ، جایی که ϑ زاویه نقطه تماس بین جاده و لاستیک است. بنابراین منطقه بارگذاری شده 30 درجه در هر جهت از اوج بار گسترش می یابد. |
• | تحلیل فرکانس ویژه پیش تنیده: این تحلیل با نیروهای قاب چرخشی زمانی که رینگ چرخ با 3000 دور در دقیقه می چرخد انجام می شود. |
نتایج و بحث
شکل 7 توزیع تنش فون میزس را در نواحی رینگ و پره هاب تحت فشار باد و بار تایر نشان می دهد. تنش های زیادی در پره وجود دارد که بار لاستیک در آن عمل می کند.
توزیع تنش فون میزس برای هر لایه هاب پره و لبه به ترتیب در شکل 8 و شکل 9 نشان داده شده است . تنش های زیاد در لایه 3 (متقارن) ناحیه هاب-پره و لایه 14 و 15 ناحیه لبه رخ می دهد.
شکل 7: توزیع تنش فون میزس در یک رینگ چرخ مرکب.
تغییرات ضخامت تنش فون میزس در دو نقطه روی لبه و ناحیه پره در شکل 10 نشان داده شده است . هر لایه بسته به جهت الیاف، سطوح تنش متفاوتی را نشان می دهد. حداکثر تنش ها، در مکان های هندسی خاص، در لایه 1 ناحیه لبه و لایه 2 ناحیه پره یافت می شود.
شکل 11 چهار حالت ویژه لبه چرخ مرکب را در زمانی که رینگ در 3000 دور در دقیقه می چرخد، نشان می دهد. اولین فرکانس طبیعی یافت شده برای رینگ چرخ مرکب تقریباً 8000 دور در دقیقه است. این در مقایسه با برد عملکرد چرخ بسیار بیشتر است و از این رو سازه در منطقه امن قرار دارد و سرعت بحرانی ندارد. فرکانس طبیعی نسبتاً بالایی به دلیل نسبت استحکام به وزن بالای ماده کامپوزیت کربن-اپوکسی به دست می آید.
شکل 8: توزیع تنش فون میزس در هر لایه هاب و ناحیه پره ها.
شکل 9: توزیع تنش فون میزس در هر لایه از ناحیه لبه.
شکل 10: تغییر ضخامت تنش فون میزس برای یک نقطه روی لبه و اسپیکر.
شکل 11: چهار شکل اول فرکانس ویژه و حالت لبه چرخ مرکب.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
• | مدل‌سازی ورقه ورقه‌ای کامپوزیت به‌عنوان یک پوسته لایه‌ای به یک هندسه سطحی نیاز دارد که به طور کلی به عنوان سطح پایه نامیده می‌شود، و یک گره مواد لایه‌ای 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 واسط بین لایه ها را مشخص کنید و تعداد عناصر مش با ضخامت هر لایه را کنترل کنید. |
• | از نقطه نظر یک مدل ساختاری، تئوری یک لایه معادل (ESL) در مدل مواد الاستیک خطی لایه ای رابط پوسته استفاده می شود. |
• | به‌طور پیش‌فرض، فرض می‌شود که بارها روی سطح میانی پوسته اعمال می‌شوند. با این حال، در واقعیت، بارها ممکن است اغلب بر روی سطح بالایی یا پایینی مانند فشار و وزن تایر در این مورد وارد شوند. اگر نیرو بر روی سطحی متفاوت از سطح میانی اعمال شود، ناحیه واقعی بار اعمال شده نیز ممکن است متفاوت باشد، که به طور کلی برای سطوح منحنی صادق است. نیروهای اعمال شده به دور از سطح میانی نیز باعث ایجاد گشتاورهایی می شود که برای پوسته های ضخیم قابل توجه است. برای در نظر گرفتن این اثر، بارها باید به درستی مقیاس شوند تا سهم بارگذاری صحیح حاصل شود. مخصوصاً برای پوسته های منحنی و/یا کنه باید مراقب موقعیت بار باشد. مکان بارگیری با استفاده از قسمت Through-Thickness Location در ویژگی Face Load مشخص می شود . |
• | در این مثال، نیروی کوریولیس که باعث ایجاد اثر میرایی ژیروسکوپی می شود نادیده گرفته شده است. میرایی ژیروسکوپی می تواند حالت های ویژه و فرکانس های طبیعی را به ویژه در سرعت های زاویه ای بالا تغییر دهد. |
مسیر کتابخانه برنامه: ماژول_مواد_کامپوزیت/دینامیک_و_ارتعاش/کامپوزیت_چرخ_ریم
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 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل composite_wheel_rim_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
تعاریف
تحلیلی 1 (an1)
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions را گسترش دهید . |
2 | روی Definitions کلیک راست کرده و Functions>Analytic را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای تحلیل ، loadDistr را در قسمت متن نام تابع تایپ کنید . |
4 | قسمت Definition را پیدا کنید . در قسمت Expression text، (abs(atan2(x,y)-z*pi/180)<pi/6)*cos(3*(atan2(x,y)-z*pi/180)) را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن Arguments ، x، y، z را تایپ کنید . |
6 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
ایکس | متر |
y | متر |
z | 1 |
7 | در قسمت Function text، Pa را تایپ کنید . |
سیستم استوانه ای 2 (sys2)
در نوار ابزار تعاریف ، روی Coordinate Systems کلیک کنید و سیستم استوانه ای را انتخاب کنید .
Coordinate Systems کلیک کنید و سیستم استوانه ای را انتخاب کنید .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 composite_wheel_rim.mphbin دوبار کلیک کنید . |
7 |  روی Import کلیک کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
لبه
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Rim را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در شی imp1 ، فقط مرزهای 11-19، 24، 26، 28 و 34-36 را انتخاب کنید. |
HubAndSpokes
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Complement Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب مکمل ، HubAndSpokes را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، Rim را در لیست Selections to invert انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
ضمیمه تایر
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، TireAttachment را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در شی imp1 ، فقط مرزهای 16-19، 24، 26، 35 و 36 را انتخاب کنید. |
FixedToHub
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، بخش Entities to Select را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت نوشتار Label ، FixedToHub را تایپ کنید . |
5 | در شی imp1 ، فقط مرزهای 8 و 30 را انتخاب کنید. |
چرخش 1 (rot1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی imp1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای چرخش ، قسمت چرخش را پیدا کنید . |
4 | در قسمت Angle text range(0,72,288) را تایپ کنید . |
5 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
SprokeRimUnit
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  Selections کلیک کنید و انتخاب سیلندر را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب سیلندر ، SprokeRimUnit را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متنی شعاع بیرونی ، inf را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن زاویه شروع ، 18 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت نوشتار زاویه پایان ، 90 را تایپ کنید . |
7 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از لیست Include entity if ، Entity inside cylinder را انتخاب کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
تعاریف
ادغام 1 (در اول)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ادغام ، بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، TireAttachment را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Advanced را پیدا کنید . از لیست Frame ، Material (X، Y، Z) را انتخاب کنید . |
تعاریف جهانی
جنس: کربن-اپوکسی
لمینت متقارن است. بنابراین، کافی است تنها بخشی از آن را در گره لایه لایه تعریف کنیم . تبدیل به لمینت کامل از طریق تنظیمات لایه لایه در پیوند مواد لایه ای و گره های پشته مواد لایه ای انجام می شود .
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 1 (lmat1)
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه ، قسمت تعریف لایه را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
لایه | مواد | چرخش (درجه) | ضخامت | عناصر مش |
لایه 1 | جنس: کربن اپوکسی (mat1) | 0 | هفتم | 1 |
4 | سه بار روی Add کلیک کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
لایه | مواد | چرخش (درجه) | ضخامت | عناصر مش |
لایه 2 | جنس: کربن اپوکسی (mat1) | 45 | هفتم | 1 |
لایه 3 | جنس: کربن اپوکسی (mat1) | 90 | هفتم | 1 |
لایه 4 | جنس: کربن اپوکسی (mat1) | -45 | هفتم | 1 |
6 | کلیک کنید تا قسمت Preview Plot Settings گسترش یابد . در قسمت متنی نسبت ضخامت به عرض ، 0.6 را تایپ کنید . |
قسمت ورقه ورقه تعریف شده در گره مواد لایه ای را می توان با استفاده از گزینه تبدیل در تنظیمات متریال لایه ای به یک لمینت کامل متقارن تبدیل کرد.
مواد
پیوند مواد لایه ای 1 (llmat1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Layers>Layered Material Link را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، HubAndSpokes را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Layered Material Settings را پیدا کنید . از لیست Transform ، Symmetric را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Orientation and Position را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت بالا در مرز را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Layered Material Settings را پیدا کنید . روی Layer Stack Preview در گوشه سمت راست بالای بخش کلیک کنید . |
7 | کلیک کنید تا قسمت Preview Plot Settings گسترش یابد . در قسمت متنی نسبت ضخامت به عرض ، 0.6 را تایپ کنید . |
پشته مواد لایه ای 1 (stlmat1)
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Layers>Layered Material Stack را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پشته مواد لایه ای ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Rim را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Layered Material Settings را پیدا کنید . از لیست Transform ، Repeated را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت تعداد تکرارها ، 2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Orientation and Position را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت بالا در مرز را انتخاب کنید . |
پیوند مواد لایه ای 1 (stlmat1.stllmat1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Layered Material Link 1 (stlmat1.stllmat1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید . |
3 | از لیست Transform ، Symmetric را انتخاب کنید . |
پشته مواد لایه ای 1 (stlmat1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Layered Material Stack 1 (stlmat1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پشته مواد لایه‌ای ، کلیک کنید تا قسمت Preview Plot Settings گسترش یابد . |
3 | در قسمت متنی نسبت ضخامت به عرض ، 0.6 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Layered Material Settings را پیدا کنید . روی Layer Stack 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 . |
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 | {Evector1, Evector2, Evector3} | {134e9, 9.2e9, 9.2e9} | پا | ارتوتروپیک |
نسبت پواسون | {nuvector1, nuvector2, nuvector3} | {0.28، 0.28، 0.28} | 1 | ارتوتروپیک |
مدول برشی | {Gvector1, Gvector2, Gvector3} | {4.8e9، 4.8e9، 4.8e9} | N/m² | ارتوتروپیک |
تراکم | rho | 1700 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
پوسته (پوسته)
محدودیت ثابت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Fixed Constraint را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای محدودیت ثابت ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، FixedToHub را انتخاب کنید . |
بارگذاری صورت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Face Load را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بارگذاری چهره ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Rim را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Through-Thickness Location را بیابید . از لیست، سطح پایین را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Force را پیدا کنید . از لیست نوع بار ، فشار را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن p ، -pInflation را تایپ کنید . |
بارگذاری صورت 2
1 | روی Face Load 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بارگذاری چهره ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، TireAttachment را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Coordinate System Selection را پیدا کنید . از لیست سیستم مختصات ، سیستم استوانه ای 2 (sys2) را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Force را پیدا کنید . از لیست نوع بار ، Force per unit area را انتخاب کنید . |
6 | بردار F A را به صورت مشخص کنید |
-loadAmpl*loadDistr(X,Y,phiLoad) | r |
0 | فی |
0.2*loadAmpl*loadDistr(X,Y,phiLoad)*(2*(Z>0)-1) | آ |
7 |  روی دکمه Show More Options در نوار ابزار Model Builder کلیک کنید . |
8 | در کادر محاوره‌ای Show More Options ، Physics>Equation-Based Contributions را در درخت انتخاب کنید. |
9 | در درخت، کادر را برای گره Physics>Equation-Based Contributions انتخاب کنید . |
10 | روی OK کلیک کنید . |
معادلات جهانی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Global کلیک کنید و Global Equations را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای معادلات جهانی ، بخش معادلات جهانی را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | F(U,UT,UTT,T) (1) | مقدار اولیه (U_0) (1) | مقدار اولیه (U_T0) (1/S) | شرح |
loadAmpl | loadAmpl*intop1(loadDistr(X,Y,0)*cos(atan2(X,Y)))-tireLoad | 0 | 0 |
4 | قسمت Units را پیدا کنید .  روی انتخاب مقدار مدت منبع کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای Physical Quantity ، نیروی را در قسمت متن تایپ کنید. |
6 |  روی Filter کلیک کنید . |
7 | در درخت، General>Force (N) را انتخاب کنید . |
8 | روی OK کلیک کنید . |
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 | در قسمت متن Ω ، omega را تایپ کنید . |
4 | از لیست جهت چرخشی ، جهت عقربه های ساعت را انتخاب کنید . |
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، بخش Sequence Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست، مش کنترل شده توسط کاربر را انتخاب کنید . |
اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . در قسمت حداکثر اندازه عنصر ، 0.07 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متنی Minimum size element ، 0.006 را تایپ کنید . |
6 | در فیلد متنی حداکثر نرخ رشد عنصر ، 1.2 را تایپ کنید . |
7 |  روی ساخت همه کلیک 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 ، بخش Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
3 | تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
4 | در درخت، Component 1 (comp1)> Shell (Shell)> Rotating Frame 1 را انتخاب کنید . |
5 |  روی Disable کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
استرس (پوسته)
روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress (پوسته) 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 حداقل متن، 0 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت Maximum text 2e8 را تایپ کنید . |
6 | در نوار ابزار استرس (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
7 | 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 . |
4 | در درخت، مطالعه: Static/Solution 1 (sol1)>Shell>Stress, Through Thickness (پوسته) 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
برش مواد لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Stress, Slice (shell) را گسترش دهید ، سپس روی Layered Material Slice 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه لایه ، کلیک کنید تا بخش Range گسترش یابد . |
3 | تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت حداقل متن، 0 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت Maximum text 2e8 را تایپ کنید . |
6 | در نوار ابزار استرس، برش (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
از طریق ضخامت 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Stress، Through Thickness (شل) را گسترش دهید ، سپس Through Thickness 1 را کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Through Thickness ، بخش Selection را پیدا کنید . |
3 | برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
4 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
5 | فقط نقاط 74 و 95 را انتخاب کنید. |
6 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . از لیست واحد ، mm را انتخاب کنید . |
7 | زیربخش موقعیت های رابط را پیدا کنید . از فهرست نمایش موقعیت های رابط ، همه رابط ها را انتخاب کنید . |
8 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
9 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
نقطه=74 (ریم) |
امتیاز=95 (گفتار) |
10 | در نوار ابزار استرس، از طریق ضخامت (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
استرس، برش (هاب و اسپک)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress، Slice (پوسته) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Stress، Slice (Hub and Spokes) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید. |
3 | برای گسترش بخش انتخاب کلیک کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، HubAndSpokes را انتخاب کنید . |
5 | کادر بررسی Apply to data edges را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . از لیست View ، نمای جدید را انتخاب کنید . |
برش مواد لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress, Slice (Hub and Spokes) را گسترش دهید ، سپس روی Layered Material Slice 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه لایه ، قسمت Through-Thickness Location را پیدا کنید . |
3 | از لیست تعریف مکان ، لایه میانی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Layout را پیدا کنید . از لیست Displacement ، Rectangular را انتخاب کنید . |
5 | در فیلد متنی Relative y-separation ، 0.15*6 را تایپ کنید . |
6 | تیک Show descriptions را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن جداسازی نسبی ، 0.2*2 را تایپ کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Layered Material Slice 1 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش مقیاس را پیدا کنید . |
3 | چک باکس Scale factor را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 1 را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار Stress, Slice (Hub and Spokes) ، روی  Plot کلیک کنید . |
استرس، برش (ریم)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress، Slice (Hub و Spokes) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Stress، Slice (Rim) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید. |
3 | قسمت Selection را پیدا کنید . از لیست Selection ، Rim را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . از لیست View ، نمای جدید را انتخاب کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
برش مواد لایه ای 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress, Slice (Rim) را گسترش دهید ، سپس روی Layered Material Slice 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه لایه ، بخش Range را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Maximum text 1e8 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Layout را پیدا کنید . در قسمت متنی Relative x-separation ، 0.15*4 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن جداسازی نسبی ، 0.15*4 را تایپ کنید . |
6 | تیک Show descriptions را پاک کنید . |
حاشیه نویسی جدول 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress، Slice (Rim) کلیک راست کرده و More Plots>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 |
-0.7 | 0 | 0 | لایه 1 |
2.8 | 0 | 0 | لایه 4 |
-0.7 | 2.4 | 0 | لایه 13 |
2.8 | 2.4 | 0 | لایه 16 |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . تیک Show point را پاک کنید . |
6 | در نوار ابزار Stress, Slice (Rim) روی  Plot کلیک 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 انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary 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 . |
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study: Eigenfrequency روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
3 | تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
4 | در درخت، Component 1 (comp1)> Shell (shell)> Face Load 1 ، Component 1 (comp1)> Shell (shell)> Face Load 2 و Component 1 (comp1)> Shell (shell)> Global Equations 1 را انتخاب کنید. . |
5 |  روی Disable کلیک کنید . |
فرکانس خود
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Study Steps کلیک کنید و Eigenfrequency>Eigenfrequency را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Eigenfrequency ، قسمت Study Settings را پیدا کنید . |
3 | زیربخش مقادیر نقطه خطی سازی را پیدا کنید . تیک Include geometric nonlinearity را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
شکل حالت (پوسته)
در نوار ابزار Mode Shape (پوسته) ، روی Plot کلیک کنید .
Plot کلیک کنید .
