 |
شکستگی شکننده یک صفحه سوراخ شده
معرفی
این مثال شکستگی شکننده یک صفحه سوراخ شده ساخته شده از ملات سیمان را مطالعه می کند. راه اندازی مدل، از جمله ابعاد و خواص مواد، بر اساس داده های تجربی گزارش شده در Ref. 1 . همانطور که صفحه بارگذاری می شود، یک شکستگی در حالت مختلط با انتشار یک ترک از شکاف از پیش تعریف شده به سوراخ نامتقارن در مرکز صفحه ایجاد می شود.
شکست با استفاده از یک مدل آسیب مدل‌سازی می‌شود که هندسه تیز ترک را با تقریب میدان فاز منظم می‌کند. این بدان معنی است که ترک در مواد دامنه توصیف شده است، بنابراین میدان فاز غیر محلی، مسیر ترک را مستقل از عناصر مش می کند. مثال نشان می دهد که چگونه می توان یک پیکربندی حل کننده کارآمد و پایدار برای روش آسیب میدان فاز تعریف کرد، که اغلب برای این دسته از مسائل ناپایدار است.
تعریف مدل
هندسه نمونه ( مرجع 1 ) در شکل 1 نشان داده شده است . ابعاد کلی صفحه برابر با 65 میلی متر عرض و 120 میلی متر ارتفاع است. ضخامت صفحه ثابت و برابر با 1 میلی متر است. یک بریدگی در مرز سمت چپ در فاصله 65 میلی متری از پایین صفحه قرار داده می شود تا در هنگام بارگذاری محل شروع ترک را کنترل کند. شکستگی حالت مخلوط با جابجایی سوراخ بزرگ و بریدگی از مرکز صفحه ایجاد می شود. بارگذاری از طریق پین‌های فلزی کنترل‌شده با جابجایی که در دو سوراخ کوچکتر وارد می‌شوند اعمال می‌شود. مدل یک شرایط تنش صفحه ای را فرض می کند.
شکل 1: هندسه مدل صفحه سوراخ دار.
این صفحه از یک ملات سیمانی متشکل از 22 درصد سیمان، 66 درصد ماسه با اندازه دانه کوچکتر از 1 میلی متر و 12 درصد آب ساخته شده است. خواص مواد (از منبع 1 ) در جدول 1 آورده شده است . به منظور در نظر گرفتن ترک های کششی، ملات به عنوان یک مدل مواد الاستیک خطی با آسیب توصیف می شود. یک تقریب میدان فاز پس از هندسه ترک تیز ساخته می‌شود و ترک‌خوردگی در ماده حوزه گنجانده می‌شود. راه اندازی مدل آسیب میدان فاز شامل آستانه آسیب نمی شود، به این معنی که تمام نقاط مادی تحت کشش آسیب دیده اند. تنها ورودی ماده به مدل آسیب، نرخ انتشار انرژی بحرانی Gc است(گاهی اوقات انرژی شکست نامیده می شود)، در حالی که استحکام کششی توسط تابع تکامل آسیب و تکامل میدان فاز تعیین می شود. دومی را می توان با مقیاس طول داخلی l int تغییر داد که عرض میدان فاز موضعی را کنترل می کند. در این مثال، پارامتر l int روی 0.25 میلی متر تنظیم شده است.
دارایی مادی | ارزش |
مدول یانگ | 6 گیگا پاسکال |
نسبت پواسون | 0.22 |
نرخ آزادسازی انرژی بحرانی | 2280 J/m 2 |
برای تفکیک درست میدان فاز و دستیابی به رفتار مواد پایدار، چگالی مش بالا در مجاورت ترک در حال انتشار مورد نیاز است. از آنجایی که مسیر ترک مورد انتظار از قبل مشخص است، مش به صورت محلی با حداکثر اندازه عنصر مش برابر با l int تصفیه می شود . این طول را می توان نزدیک به حد بالایی اندازه مش مناسب در نظر گرفت. اگر هزینه محاسباتی اضافی قابل قبول باشد، اندازه مش ریزتر میدان فاز را بهتر حل می کند و همچنین رفتار مواد پایدارتری را به همراه خواهد داشت.
دو پین فلزی در مدل با دو اتصال سفت و سخت که به مرزهای دو سوراخ کوچکتر متصل شده اند نشان داده می شوند. بارگذاری توسط جابجایی های تجویز شده به دو اتصال دهنده صلب اعمال می شود در حالی که آنها آزادانه می چرخند. هیچ بار یا محدودیت دیگری در نظر گرفته نمی شود.
نتایج و بحث
شکل 2 نیروی واکنش در کانکتور صلب بالایی را در مقابل جابجایی تعیین شده نشان می دهد. اولین قله در منحنی را می توان در بار 0.63 کیلونیوتن و جابجایی جانبی 0.33 میلی متر شناسایی کرد. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، این قله مربوط به تشکیل یک ترک در نوک شکاف است. در واقع، ترک کمی قبل از پیک مشاهده شده شروع به انتشار می کند، اولین دایره سبز رنگ را در شکل 2 و نمودار سمت چپ را در شکل 3 ببینید.. هنگامی که در رژیم پس از اوج منحنی قرار می گیرد، ترک به سرعت منتشر می شود و ظرفیت بار صفحه به طور قابل توجهی کاهش می یابد. با نزدیک شدن شکاف به سوراخ بزرگ، از مسیر مستقیم اولیه منحرف می شود. و یک پیکربندی پایدار جدید پس از رسیدن به سوراخ به دست می آید. در این مرحله می توان بار را افزایش داد، اما با سختی بسیار کمتری نسبت به قبل از تشکیل ترک.
اوج دوم در بار 0.15 کیلو نیوتن و 1.7 میلی متر جابجایی به دست می آید. ترک دوم به سمت مرز سمت راست صفحه منتشر می شود و در نهایت نمونه را به دو قسمت تقسیم می کند. با این حال، به دلیل میدان های تنش فشاری موضعی و سفتی باقیمانده در عناصر مش آسیب دیده در مدل، انتشار ترک قبل از رسیدن به مرز بیرونی کند می شود. با افزایش جابجایی تعیین شده اتصال صلب؛ هنگامی که عمل خمشی صفحه به بارگذاری کششی خالص تغییر می کند، ترک در نهایت به قسمت بیرونی نیز در شبیه سازی می رسد.
توزیع میدان فاز در آخرین مرحله شبیه سازی در شکل 4 نشان داده شده است . میدان فاز دارای تغییرات صاف است، که نشان می دهد وضوح مش به اندازه کافی خوب است. برای ترک دوم، میدان فاز کمی گسترده تر است و سوراخ را بسته است، زیرا در آنجا بدون کمک یک بریدگی هندسی محلی شده است. محلی سازی سویه ها یک رویداد ناپایدار است که خونریزی کوچک میدان فاز مشاهده شده در ترک دوم را توضیح می دهد.
شکل 2: منحنی بار در مقابل جابجایی با دایره های سبز رنگ که عکس های فوری ارائه شده در شکل 3 را نشان می دهد .
شکل 3: مسیر ترک و میدان تنش اصلی حداکثر برای مراحل مختلف پارامتر. فلش های قرمز نشان دهنده اندازه نسبی نیروی واکنش در اتصال دهنده های صلب است.
شکل 4: فیلد فاز ترک در آخرین مرحله پارامتر.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
بارگذاری نمونه با افزودن یک گره جابجایی تجویز شده به هر اتصال دهنده صلب انجام می شود . به این ترتیب بارگذاری با جابجایی کنترل می شود که برای ردیابی بارهای اوج در پاسخ جهانی ضروری است. اگر از یک تنظیم بار کنترل شده استفاده می شد، شبیه سازی قبل از رسیدن به اولین اوج متوقف می شد.
در حالی که حل این نوع مشکل شکست شکننده با استفاده از یک استراتژی کاملاً جفت شده امکان پذیر است، مدل آسیب میدان فاز اغلب می تواند همگرایی ضعیف یا کندی را نشان دهد. بنابراین در این مثال نشان داده شده است که چگونه می توان از یک استراتژی تفکیک شده برای بهبود همگرایی و پایداری حل عددی با تقسیم تکامل میدان فاز ترک و میدان جابجایی به دو گروه استفاده کرد. این نوع تقسیم عملگر الگوریتمی برای مدل‌های شکست میدان فاز در ابتدا در Ref پیشنهاد شد. 2 ، و از نظر مفهومی می توان آن را برای مرحله n + 1 به صورت زیر خلاصه کرد :
1 | مقداردهی اولیه در مرحله n ، میدان فاز ترک، میدان جابجایی و سایر متغیرهای حالت شناخته شده است. |
2 | به روز رسانی متغیرهای حالت متغیرهای حالت داخلی را با مقادیر مرحله n به روز کنید . |
3 | برای فیلد فاز کرک حل کنید . متغیر میدان فاز ترک را در یک گام نیوتن، با میدان جابجایی منجمد در مرحله n محاسبه کنید . |
4 | برای فیلد Displacement حل کنید . متغیر میدان جابجایی را در گام نیوتن با فیلد فاز ترک به روز شده محاسبه کنید. |
این مراحل منجر به یک الگوریتم تک گذر می شود که با دنباله حل کننده پیش فرض مطابقت دارد که با این حال، فقط برای مراحل پارامتر به اندازه کافی کوچک دقیق است. یک بهبود در این طرح اضافه کردن یک تصحیح چند پاس است، با تکرار در هر افزایش در مراحل 3 و 4 تا زمانی که همگرایی به دست آید یا برای تعداد از پیش تعریف شده تکرار. چنین استراتژی در این مثال با تنظیم تعداد تکرار بر روی 3 در زیرگره Segregated در حل کننده ثابت استفاده می شود .
توجه داشته باشید که پیکربندی حل کننده پیشنهادی نیازی به همگرایی مسئله بیرونی ندارد و راه حل همیشه پس از 3 تکرار جدا پذیرفته می شود. با این حال، هر زیر گروه به صورت محلی معیارهای همگرایی تعریف شده را برآورده می کند. از این رو، میدان جابجایی را می توان به عنوان یک راه حل همگرا با توجه به میدان فاز ترک فعلی در نظر گرفت.
در صورتی که هزینه محاسباتی اضافی افزایش تعداد تکرارها (یا همگرایی مورد نیاز مسئله بیرونی) قابل قبول باشد، دقت طرح را می توان بهبود بخشید.
منابع
1. M. Ambati، T. Gerasimov و L. De Lorenzis، “مروری بر مدل های میدان فاز شکستگی شکننده و فرمولاسیون هیبریدی سریع جدید،” Comput. مکانیک. ، جلد 55، صص 383-405، 2015.
2. C. Miehe، M. Hofhacker، و F. Welschinger، “یک مدل میدان فاز برای انتشار کرک مستقل از نرخ: پیاده سازی الگوریتمی قوی بر اساس تقسیم عملگر،” محاسبه. Methods Appl. مکانیک. مهندس ، جلد 199، صفحات 2765-2778، 2010.
مسیر کتابخانه برنامه: Module_geomechanics /Damage/holed_plate_fracture
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  2D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Structural Mechanics>Solid Mechanics (جامد) 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 |
ارتفاع | 120[mm] | 0.12 متر | ارتفاع بشقاب |
عرض | 65[mm] | 0.065 متر | عرض بشقاب |
ارتفاع بریدگی | 0.5[mm] | 5E-4m | ارتفاع بریدگی |
عرض بریدگی | 10[mm] | 0.01 متر | عرض بریدگی |
notchLocation | 65[mm] | 0.065 متر | محل بریدگی |
سوراخ رادیوس | 10[mm] | 0.01 متر | شعاع سوراخ |
holeX | 36.5[mm] | 0.0365 متر | مرکز سوراخ، مختصات x |
سوراخ | 51[mm] | 0.051 متر | مرکز سوراخ، مختصات y |
elemSize | 0.25 [mm] | 2.5E-4m | اندازه عنصر مش |
برای | 0 | 0 | پارامتر بارگذاری |
هندسه 1
مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، عرض را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، ارتفاع را تایپ کنید . |
دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، holeRadius را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، holeX را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، holeY را تایپ کنید . |
دایره 2 (c2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 5[mm] را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، 20[mm] را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، 20[mm] را تایپ کنید . |
دایره 3 (c3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 5[mm] را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، 20[mm] را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، height-20[mm] را تایپ کنید . |
مستطیل 2 (r2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، notchWidth را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، notchHeight را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، notchLocation-notchHeight/2 را تایپ کنید . |
تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | زیر مستطیل 2 (r2) بکشید و رها کنید . |
3 | فقط شی r1 را انتخاب کنید. |
4 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
5 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
6 | فقط اشیاء c1 ، c2 ، c3 و r2 را انتخاب کنید. |
برای تسهیل افزایش تراکم مش در اطراف مسیر ترک مورد انتظار، صفحه را تقسیم کنید.
بخش خط 1 (ls1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن x ، عرض را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، holeY+elemSize*12 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن x ، holeX را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن y ، holeY+elemSize*5 را تایپ کنید . |
بخش خط 2 (ls2)
1 | روی Line Segment 1 (ls1) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن y ، holeY-elemSize*12 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن y ، holeY-elemSize*5 را تایپ کنید . |
چند ضلعی 1 (pol1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
4 | بخش مختصات را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
X (M) | Y (M) |
holeX | سوراخ |
holeX | notchLocation+elemSize*12 |
notchWidth*3/4 | notchLocation+elemSize*12 |
notchWidth*3/4 | notchLocation+notchHeight/2 |
چند ضلعی 2 (pol2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
4 | بخش مختصات را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
X (M) | Y (M) |
notchWidth*3/4 | notchLocation-notchHeight/2 |
notchWidth*3/4 | notchLocation-elemSize*5 |
holeX+holeRadius | سوراخ |
اتحادیه 1 (uni1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Select All در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
حذف نهادهای 1 (del1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Delete Entities را انتخاب کنید . |
2 | در شی uni1 ، فقط Boundaries 14-20، 22 و 23 را انتخاب کنید. |
Mesh Control Domains 1 (mcd1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Virtual Operations کلیک کنید و Mesh Control Domains را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط دامنه های 3 و 4 را انتخاب کنید. |
3 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
4 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
مکانیک جامدات (جامدات)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Solid Mechanics (solid) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مکانیک جامدات ، بخش تقریب دو بعدی را پیدا کنید . |
3 | از لیست، استرس هواپیما را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Thickness را پیدا کنید . در قسمت متن d ، 1[mm] را تایپ کنید . |
مواد الاستیک خطی 1
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Solid Mechanics (solid) روی Linear Elastic Material 1 کلیک کنید .
آسیب 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Damage را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Damage ، بخش Damage را پیدا کنید . |
3 | از لیست مدل خسارت ، آسیب فیلد فاز را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن l int ، 0.25[mm] را تایپ کنید . |
اتصال سفت و سخت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Rigid Connector را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 9، 10، 13 و 14 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای اتصال صلب ، بخش جابجایی تجویز شده در مرکز چرخش را پیدا کنید . |
4 | تیک Prescribed in x direction را انتخاب کنید . |
5 | کادر بررسی تجویز شده در جهت y را انتخاب کنید . |
6 | برای باز کردن بخش Reaction Force Settings کلیک کنید . کادر بررسی نیروهای واکنش را انتخاب کنید . |
اتصال سفت و سخت 2
1 | روی Rigid Connector 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اتصال صلب ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط مرزهای 11، 12، 15 و 16 را انتخاب کنید. |
5 | بخش جابجایی تجویز شده در مرکز چرخش را پیدا کنید . در قسمت متنی u 0 y ، para*2[mm] را تایپ کنید . |
مواد
مواد 1 (mat1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب 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 | E | 6 [GPa] | پا | مدول یانگ و نسبت پواسون |
نسبت پواسون | نه | 0.22 | 1 | مدول یانگ و نسبت پواسون |
تراکم | rho | 2000 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
نرخ آزادسازی انرژی بحرانی | جی سی | 2280 [J/m^2] | J/m² | آسیب میدان فاز |
مش 1
Quad رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Quad کلیک کنید .
Free Quad کلیک کنید .سایز 1
1 | روی Free Quad 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه های 2 و 4 را انتخاب کنید. |
5 | برای گسترش بخش پارامترهای اندازه عنصر کلیک کنید . بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، elemSize را تایپ کنید . |
اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، کلیک کنید تا بخش پارامترهای اندازه عنصر گسترش یابد . |
3 | در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، 0.0075 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متنی Maximum element growth rate ، نوع 2 را وارد کنید . |
5 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، برای گسترش بخش Study Extensions کلیک کنید . |
3 | کادر بررسی جارو کمکی را انتخاب کنید . |
4 |  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
به (بارگیری پارامتر) | محدوده (0,0.01,1) |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید . |
از یک مرحله پارامتر کوچک برای بهبود دقت و پایداری مدل استفاده کنید.
3 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Stationary Solver 1 را گسترش دهید ، سپس روی Parametric 1 کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای پارامتر ، برای گسترش بخش ادامه کلیک کنید . |
5 | تیک گزینه Tuning of step size را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن حداکثر اندازه گام ، 0.0025 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متنی Initial step size ، 0.0025 را تایپ کنید . |
اجازه دادن به تکرارهای بیرونی بیشتر، دقت میدان فاز را بهبود می بخشد، اما هزینه محاسباتی بیشتری دارد.
8 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Stationary Solver 1 روی Segregated 1 کلیک کنید . |
9 | در پنجره تنظیمات برای Segregated ، بخش General را پیدا کنید . |
10 | در قسمت متن تعداد تکرارها ، 3 را تایپ کنید . |
مجموعه داده ها و نمودارهای پیش فرض را ایجاد کنید.
11 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی دریافت مقدار اولیه کلیک کنید . |
نتایج
استرس (جامد)
1 | در پنجره Settings for 2D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
2 | کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Stress (solid) را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Expression ، solid.sdp1Gp را تایپ کنید . |
4 | از لیست واحد ، MPa را انتخاب کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 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 . |
خط 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress (solid) کلیک راست کرده و Line را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات خط ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، 1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
5 | از لیست رنگ ، سیاه را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Surface 1 را انتخاب کنید . |
7 | تیک Color را پاک کنید . |
8 | کادر انتخاب Color and data range را پاک کنید . |
تغییر شکل 1
روی Line 1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
مطالعه 1
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، کلیک کنید تا بخش Results When Solving گسترش یابد . |
2 | کادر Plot را انتخاب کنید . |
3 | از لیست Update at ، Steps taken by solver را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
فیلد فاز ترک
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 2D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دوبعدی ، فیلد Crack Phase را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، Label را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
سطح 1
1 | روی Crack Phase Field کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text solid.phic را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Color Table ، Rainbow>RainbowLight را در درخت انتخاب کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
مسیر ترک
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 2D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات گروه طرح دوبعدی ، Crack Trajectory را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، Label را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
5 | قسمت Color Legend را پیدا کنید . تیک Show units را انتخاب کنید . |
سطح 1
1 | روی Crack Trajectory کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، 1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
5 | از لیست رنگ ، خاکستری را انتخاب کنید . |
تغییر شکل 1
1 | روی Surface 1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب 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 . |
فیلتر 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Surface 1 کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت عبارت Logical for inclusion text solid.phic<0.6 را تایپ کنید . |
خط 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Crack Trajectory کلیک راست کرده و Line را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات خط ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، 1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
5 | از لیست رنگ ، سیاه را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Surface 1 را انتخاب کنید . |
7 | تیک Color را پاک کنید . |
8 | کادر انتخاب Color and data range را پاک کنید . |
تغییر شکل 1
روی Line 1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
فیلتر 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Line 1 کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت عبارت Logical for inclusion text solid.phic<0.6 را تایپ کنید . |
کانتور 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Crack Trajectory کلیک راست کرده و Contour را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Contour ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Expression ، solid.sdp1Gp را تایپ کنید . |
4 | از لیست واحد ، MPa را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Levels را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، سطوح را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن Levels محدوده (30،10،80) را تایپ کنید . |
7 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Surface 1 را انتخاب کنید . |
8 | تیک Color را پاک کنید . |
9 | کادر انتخاب Color and data range را پاک کنید . |
تغییر شکل 1
روی Contour 1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
فیلتر 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Contour 1 کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Logical expression for inclusion text solid.phic<0.9 را تایپ کنید . |
4 | از لیست گره های عنصر برای تکمیل عبارت ، همه را انتخاب کنید . |
مسیر ترک
در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی Crack Trajectory کلیک کنید .
مسیرهای نقطه 1
1 | در نوار ابزار Crack Trajectory ، روی  More Plots کلیک کنید و Point Trajectories را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مسیرهای نقطه ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Trajectory Data کلیک کنید . از منو، Component 1 ( comp1)>Solid Mechanics>Rigid Connectors>Rigid Connector 1>solid.xcx_rig1,solid.xcy_rig1 – مختصات جهانی مرکز چرخش ( قاب فضایی) را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست Type ، None را انتخاب کنید . |
4 | زیربخش Point style را پیدا کنید . از لیست نوع ، پیکان را انتخاب کنید . |
5 | روی دکمه کلیک کنید  . از منو، Component 1 (comp1)>Solid Mechanics>Rigid Connectors>Rigid Connector 1>solid.rig1.RFx,solid.rig1.RFy – Reaction force ( قاب فضایی ) را انتخاب کنید . |
6 | چک باکس Scale factor را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 4E-5 را تایپ کنید . |
7 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Surface 1 را انتخاب کنید . |
تغییر شکل 1
1 | روی Point Trajectories 1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن X-component ، solid.rig1.u را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن Y-component ، solid.rig1.v را تایپ کنید . |
مسیرهای نقطه 2
1 | در پنجره Model Builder ، در Results>Crack Trajectory روی Point Trajectories 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مسیرهای نقطه ، بخش Trajectory Data را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن X-expression ، solid.xcx_rig2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن Y-expression ، solid.xcy_rig2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Point style را پیدا کنید . در قسمت متنی پیکان، X-component ، solid.rig2.RFx را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متنی پیکان، Y-component ، solid.rig2.RFy را تایپ کنید . |
7 | بخش Inherit Style را پیدا کنید . از لیست Plot ، Point Trajectories 1 را انتخاب کنید . |
تغییر شکل 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Point Trajectories 2 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن X-component ، solid.rig2.u را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن Y-component ، solid.rig2.v را تایپ کنید . |
5 | در نوار ابزار Crack Trajectory ، روی  Plot کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
انیمیشن 1
1 | در نوار ابزار Crack Trajectory ، روی  انیمیشن کلیک کنید و Player را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انیمیشن ، بخش Frames را پیدا کنید . |
3 | از فهرست انتخاب فریم ، همه را انتخاب کنید . |
4 |  روی دکمه Play در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
بار در مقابل جابجایی
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 ، Load vs را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | در قسمت نوشتار Label ، Load vs. Displacement را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، Label را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
6 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، جابجایی (mm) را تایپ کنید . |
7 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Load (kN) را تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | روی Load vs. Displacement کلیک راست 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 |
solid.rig2.RFy | ن | نیروی واکنش، جزء y |
4 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
5 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
solid.rig2.RFy | kN | نیروی واکنش، جزء y |
6 | قسمت x-Axis Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، solid.rig2.v را تایپ کنید . |
7 | از لیست واحد ، mm را انتخاب کنید . |
8 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید . |
9 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را پاک کنید . |
