 |
کمانش سیلندر کامپوزیت
معرفی
کمانش یک ناپایداری ساختاری است که می تواند منجر به خرابی یک قطعه حتی بدون خرابی اولیه مواد شود. بنابراین محاسبه بارهای کمانش بحرانی و شکل‌های حالت می‌تواند از نظر طراحی مهم باشد، حتی اگر قبلاً مشخص شده بود که بارگذاری جزء تنها باعث تغییر شکل‌های الاستیک می‌شود. این در مورد اجزای ساخته شده از مواد کامپوزیت چند لایه صدق می کند، جایی که خواص الاستیک، ضخامت لایه ها و توالی انباشته شدن ورقه ورقه کامپوزیت بر بارهای کمانشی و شکل حالت تأثیر می گذارد.
این مثال تجزیه و تحلیل کمانش خطی یک سیلندر کامپوزیت را در شرایط بارگذاری فشاری و پایان ثابت نشان می‌دهد. سیلندر کامپوزیت از هشت لایه (لایه) از یک ماده اپوکسی تقویت‌شده با فیبر کربن با جهت‌گیری‌های فیبر متفاوت تشکیل شده است. برای این تحلیل از یک رویکرد مبتنی بر نظریه تک لایه معادل (ESL) استفاده شده است. اثر توالی انباشته شدن بر ضریب بار بحرانی برای انواع مختلف ورقه‌های متعادل، مانند ورقه‌ای متقارن زاویه‌دار و ورقه‌ای لایه‌ای زاویه‌دار ضد متقارن، تحلیل می‌شود.
تعریف مدل
هندسه مدل از یک استوانه مرکب با ارتفاع 0.4 متر و شعاع 0.15 متر تشکیل شده است. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است انتهای پایینی سیلندر ثابت است در حالی که انتهای بالایی فقط برای ترجمه در جهت z آزاد است . به منظور انجام تحلیل کمانش خطی، یک بار فشاری واحد در انتهای بالایی سیلندر در جهت پایین اعمال می شود.
شکل 1: هندسه مدل سیلندر کامپوزیت چند لایه.
خواص مواد لامینا
فرض بر این است که لایه کامپوزیت از الیاف کربن در یک رزین اپوکسی ساخته شده است. خواص مواد ارتوتروپیک همگن (مدول یانگ، مدول برشی و نسبت پواسون) در جدول 1 آورده شده 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} |
چگالی لایه 1700 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته شده است .
توالی انباشته شدن
لمینت کامپوزیت از هشت لایه تشکیل شده است که هر لایه (لایه) دارای ضخامت 0.125 میلی متر است. این باعث می شود ضخامت کل لمینت کامپوزیت 1 میلی متر باشد. به منظور بررسی اثر یک توالی انباشتگی بر رفتار کمانش سیلندر کامپوزیت، چهار لایه مختلف با هم مقایسه می‌شوند:
• | مواد لایه ای 1: [0/0/45/-45] ثانیه ( ورقه ورقه متقارن زاویه دار) |
• | مواد لایه ای 2: [90/90/45/-45] s ( ورقه ورقه متقارن زاویه دار) |
• | مواد لایه ای 3: [90/0/90/0] s ( ورقه ورقه متقارن متقارن) |
• | مواد لایه ای 4: [45/45/45/45] به عنوان (ورقه ورقه لایه ای ضد متقارن) |
توالی انباشته شدن هر ورقه ورقه در شکل 2 نشان داده شده است و جهت گیری فیبر مربوطه آنها در جدول 2 آورده شده است .
جهت گیری فیبر با توجه به محور اول سیستم مختصات ورقه ای همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، ارائه شده است .
شکل 2: توالی انباشته شدن استوانه کامپوزیت چند لایه که جهت الیاف را در هر لایه از پایین به بالا نشان می دهد.
شماره لایه | جهت گیری فیبر در مواد لایه ای 1 ( ° ) | جهت گیری فیبر در مواد لایه ای 2 ( ° ) | جهت گیری فیبر در مواد لایه ای 3 ( ° ) | جهت گیری فیبر در مواد لایه ای 4 ( ° ) |
1 | 0 | 90 | 90 | 45 |
2 | 0 | 90 | 0 | 45 |
3 | 45 | 45 | 90 | 45 |
4 | -45 | -45 | 0 | 45 |
5 | -45 | -45 | 0 | -45 |
6 | 45 | 45 | 90 | -45 |
7 | 0 | 90 | 0 | -45 |
8 | 0 | 90 | 90 | -45 |
شکل 3: سیستم مختصات ورقه ای که اولین جهت اصلی را در امتداد محور سیلندر نشان می دهد.
نتایج و بحث
شکل 4: شکل حالت اول کمانش و ضریب بار بحرانی متناظر آن برای مواد لایه ای: [0/0/45/-45]_s.
تجزیه و تحلیل کمانش یک ورقه کامپوزیتی با توالی‌های مختلف انباشتگی نشان می‌دهد که بار کمانش بحرانی و شکل حالت متناظر آن به‌شدت به ترتیب انباشته شدن لایه‌های منفرد (لایه‌ها) وابسته است.
برای دو دنباله اول انباشته شدن، جایی که از آرایش لایه متقارن زاویه استفاده می شود، حالت کمانش اول به شکل مارپیچی است که در شکل 4 و شکل 5 نشان داده شده است . تفاوت قابل توجه بین این دو، گام مارپیچ است.
همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، برای سومین دنباله انباشته شدن، که از آرایش متقارن لایه متقارن استفاده می شود، حالت کمانش الماسی شکل است . در آخر، برای چهارمین توالی انباشته شدن، که در آن از آرایش لایه زاویه ای ضد متقارن استفاده می شود، شکل حالت کمانش متقارن محور است، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است .
دنباله انباشته شدن | نوع لمینت | بار کمانش بحرانی (KN) | شکل حالت |
[0/0/45/-45]_s | متقارن زاویه-لایه | 117.05 | مارپیچ |
[90/90/45/-45]_s | متقارن زاویه-لایه | 101.86 | مارپیچ |
[90/0/90/0]_s | لایه متقارن متقارن | 92.21 | الماس |
[45/45/45/45]_as | لایه ضد متقارن زاویه | 64.56 | متقارن محوری |
بارهای کمانش بحرانی برای تمام توالی های انباشتگی در جدول 3 فهرست شده است . اولین توالی انباشته شدن، که در آن از آرایش لایه متقارن زاویه استفاده می شود و در آن چهار زاویه از هشت لایه صفر است، دارای بالاترین ضریب بار بحرانی است. جای تعجب نیست که چهارمین توالی انباشتگی، که در آن از آرایش لایه زاویه ای ضد متقارن استفاده می شود، کمترین ضریب بار بحرانی را دارد.
جالب توجه است، تنها با تغییر دنباله انباشته شدن از چهارم به اول، بار بحرانی کمانش را می توان حدود دو برابر در مدل حاضر افزایش داد.
شکل 5: شکل حالت کمانش اول و ضریب بار بحرانی متناظر آن برای مواد لایه ای: [90/90/45/-45]_s.
شکل 6: شکل حالت اول کمانش و ضریب بار بحرانی متناظر آن برای مواد لایه ای: [90/0/90/0]_s.
شکل 7: شکل حالت اول کمانش و ضریب بار بحرانی متناظر آن برای مواد لایه ای: [45/45/45/45]_as.
نتیجه یک پیش مطالعه ثابت، که در آن استوانه کامپوزیت تحت بار فشاری با شرایط انتهایی ثابت قرار می گیرد، در شکل 8 نشان داده شده است .
شکل 8: توزیع تنش فون میزس در مواد لایه ای: [45/45/45/45]_as.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
• | به منظور انجام آنالیز کمانش، از مطالعه کمانش خطی ویژه استفاده شده است. این شامل یک مرحله مطالعه ثابت و یک مرحله مطالعه کمانش خطی است. مرحله مطالعه ثابت تحلیل تنش را برای بار اعمال شده انجام می دهد در حالی که مطالعه کمانش از حل کننده مقدار ویژه استفاده می کند و فاکتورهای بار بحرانی را برای بار اعمال شده محاسبه می کند. |
• | به منظور اجرای تجزیه و تحلیل برای مواد لایه ای مختلف و مقایسه نتایج، می توان تمام مواد لایه ای را با استفاده از یک گره Switch در Global Materials تعریف کرد . این گره Switch را می توان در گره پیوند لایه لایه انتخاب کرد و یک گره جابجایی مواد در مطالعه اضافه شد. |
• | توجه داشته باشید که در حین انجام جارو کردن مواد روی مواد لایه‌ای در تحلیل کمانش پیش تنیده، نتایج مرحله مطالعه ثابت پیش تنش فقط برای آخرین ماده لایه‌ای ذخیره می‌شود. |
• | 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. همچنین می توانید به صورت اختیاری مواد واسط بین لایه ها را مشخص کنید و عناصر مش را در هر لایه کنترل کنید. |
• | از نقطه نظر مدل ساختاری، می‌توانید از رابط لایه لایه‌ای مبتنی بر نظریه لایه‌ای (LW) یا گره مواد الاستیک خطی لایه‌ای مبتنی بر نظریه تک لایه معادل (ESL) در رابط پوسته استفاده کنید . این رابط ها به منظور اعمال بارها و محدودیت های مختلف بر روی لایه های مختلف یک پوسته مرکب و برای حل تنش ها و سایر متغیرهای مرتبط در هر لایه از پوسته مرکب استفاده می شوند. |
• | پوسته کامپوزیت چند لایه ارائه شده در مدل فعلی با استفاده از یک گره مواد الاستیک خطی لایه ای در رابط پوسته مدل سازی شده است . |
مسیر کتابخانه برنامه: Composite_Materials_Module/Buckling/composite_cylinder_buckling
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 ، مطالعات پیش‌فرض برای واسط‌های فیزیک انتخاب شده > کمانش خطی 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 |
r | 0.15[m] | 0.15 متر | شعاع سیلندر |
ل | 0.4[m] | 0.4 متر | طول سیلندر |
تعاریف
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
Fc | shell.LFcrit*1[N] | بار کمانش بحرانی | |
و | u*nX+v*nY+w*nZ | متر | جابجایی معمولی |
هندسه 1
سیلندر 1 (cyl1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، قسمت Object Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست Type ، Surface را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Radius ، r را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، l را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
ممکن است بخواهید داده های مواد را از فایل دیگری وارد کنید و از آن در حین مدل سازی استفاده کنید. در مثال حاضر، ویژگی‌های مواد از فایل composite_cylinder_buckling_material.mph که در پوشه Application Libraries مدل ذخیره شده است، بارگیری می‌شوند.
مواد
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials کلیک راست کرده و Browse Materials را انتخاب کنید .
مرورگر مواد
1 | در پنجره Material Browser ، روی  Import Material Library کلیک کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل composite_cylinder_buckling_material.mph دوبار کلیک کنید . |
3 |  روی Done کلیک کنید . |
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، مواد کمانش سیلندر کامپوزیت >مواد لایه‌ای : [0/0/45/-45]_s را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Global Materials در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
تعاریف جهانی
مواد لایه ای: [0/0/45/-45]_s (lmat1)
1 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه ، قسمت تعریف لایه را پیدا کنید . |
2 | روی Layer Stack Preview در گوشه سمت راست بالای بخش کلیک کنید . |
سوئیچ مواد 1 (sw1)
در پنجره Model Builder ، روی Materials کلیک راست کرده و Material Switch را انتخاب کنید .
گره لایه لایه: [0/0/45/-45]_s را به گره Material Switch 1 بکشید .
مواد لایه ای: [0/0/45/-45]_s (sw1.lmat1)
مواد لایه‌ای را بکشید و رها کنید : [0/0/45/-45]_s (lmat1) در سوئیچ ماده 1 (sw1) .
مواد لایه ای: [90/90/45/-45]_s
1 | روی Layered Material: [0/0/45/-45]_s (sw1.lmat1) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد لایه‌ای ، Layered Material: [90/90/45/-45]_s را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید و زوایای چرخش را در ستون Rotation همانطور که در جدول زیر خلاصه شده است تغییر دهید. |
لایه | چرخش |
لایه 1 | 90 |
لایه 2 | 90 |
لایه 3 | 45 |
لایه 4 | -45 |
لایه 5 | -45 |
لایه 6 | 45 |
لایه 7 | 90 |
لایه 8 | 90 |
4 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید . روی Layer Stack Preview در گوشه سمت راست بالای بخش کلیک کنید . |
مواد لایه ای: [90/0/90/0]_s
1 | روی Layered Material: [90/90/45/-45]_s کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد لایه‌ای ، Layered Material: [90/0/90/0]_s را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید و زوایای چرخش را در ستون Rotation همانطور که در جدول زیر خلاصه شده است تغییر دهید. |
لایه | چرخش |
لایه 1 | 90 |
لایه 2 | 0 |
لایه 3 | 90 |
لایه 4 | 0 |
لایه 5 | 0 |
لایه 6 | 90 |
لایه 7 | 0 |
لایه 8 | 90 |
4 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید . روی Layer Stack Preview در گوشه سمت راست بالای بخش کلیک کنید . |
مواد لایه ای: [45/45/45/45]_as
1 | روی Layered Material: [90/0/90/0]_s کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد لایه‌ای ، Layered Material: [45/45/45/45]_as را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید و زوایای چرخش را در ستون Rotation همانطور که در جدول زیر خلاصه شده است تغییر دهید. |
لایه | چرخش |
لایه 1 | 45 |
لایه 2 | 45 |
لایه 3 | 45 |
لایه 4 | 45 |
لایه 5 | -45 |
لایه 6 | -45 |
لایه 7 | -45 |
لایه 8 | -45 |
4 | قسمت Layer Definition را پیدا کنید . روی Layer Stack Preview در گوشه سمت راست بالای بخش کلیک کنید . |
مواد
پیوند مواد لایه ای 1 (llmat1)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Layers>Layered Material Link را انتخاب 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 لایه ای ، 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 . |
محدودیت ثابت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Fixed Constraint را انتخاب کنید . |
2 | فقط لبه های 2، 3، 7 و 10 را انتخاب کنید. |
جابجایی / چرخش تجویز شده 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  لبه‌ها کلیک کرده و Prescribed Displacement/Rotation را انتخاب کنید . |
2 | فقط لبه های 4، 5، 8 و 11 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای جابجایی/چرخش تجویز شده ، بخش جابجایی تجویز شده را پیدا کنید . |
4 | تیک Prescribed in x direction را انتخاب کنید . |
5 | کادر بررسی تجویز شده در جهت y را انتخاب کنید . |
6 | بخش چرخش تجویز شده را پیدا کنید . از لیست By ، چرخش را انتخاب کنید . |
بار لبه 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Edge Load را انتخاب کنید . |
2 | فقط لبه های 4، 5، 8 و 11 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Edge Load ، بخش Force را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع بار ، نیروی کل را انتخاب کنید . |
5 | بردار F tot را به صورت مشخص کنید |
0 | ایکس |
0 | y |
-1[N] | z |
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، قسمت Physics-Controlled Mesh را پیدا کنید . |
3 | از فهرست اندازه عنصر ، Extra fine را انتخاب کنید . |
4 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
در پنجره Model Builder ، گره Study 1 را جمع کنید .
جارو کردن مواد
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Material Sweep کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جابجایی مواد ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 |  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
شکل حالت: [0/0/45/-45]_s
1 |  روی دکمه Go to YZ View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
2 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
از دستورالعمل های زیر برای رسم اولین شکل حالت کمانش بحرانی همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است استفاده کنید .
3 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، حالت Mode Shape: [0/0/45/-45]_s را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
4 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [0/0/45/-45]_s را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، سفارشی را انتخاب کنید . |
6 | زیربخش Type and data را پیدا کنید . کادر تیک Unit را پاک کنید . |
7 | کادر بررسی توضیحات را پاک کنید . |
8 | تیک Type را پاک کنید . |
9 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Mode Shape: [0/0/45/-45]_s را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، un را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار Mode Shape: [0/0/45/-45]_s ، روی  Plot کلیک کنید . |
5 | 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 1/راه حل 1 (sol1)>Shell>Thickness and Orientation (پوسته) را انتخاب کنید . |
3 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
نتایج
ضخامت و جهت (پوسته)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Thickness and Orientation (Shell) کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Thickness and Orientation (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
دستورالعمل های زیر را دنبال کنید تا توزیع تنش فون میزس را همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است، ترسیم کنید .
استرس: [45/45/45/45]_as
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، Stress: [45/45/45/45]_as را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Study 1/Solution Store 1 (sol2) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . از لیست Frame ، Spatial (x، y، z) را انتخاب کنید . |
برش مواد لایه ای 1
1 | در نوار ابزار Stress: [45/45/45/45]_as ، روی  More Plots کلیک کنید و لایه لایه لایه را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه لایه لایه ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text shell.mises 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 . |
تغییر شکل 1
1 | روی Layered Material Slice 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 ، shell.u را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن Y-component ، shell.v را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متنی Z-component ، shell.w را تایپ کنید . |
استرس: [45/45/45/45]_as
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی Stress: [45/45/45/45]_as کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار Stress: [45/45/45/45]_as ، روی  Plot کلیک کنید . |
برای رسم اولین شکل حالت کمانش بحرانی همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، دستورالعمل های زیر را دنبال کنید .
شکل حالت: [90/90/45/-45]_s
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mode Shape: [0/0/45/-45]_s کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات گروه طرح سه بعدی ، Mode Shape: [90/90/45/-45]_s را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [90/90/45/-45]_s را انتخاب کنید . |
برای رسم اولین شکل حالت کمانش بحرانی همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، دستورالعمل های زیر را دنبال کنید .
شکل حالت: [90/0/90/0]_s
1 | روی Mode Shape: [90/90/45/-45]_s کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات گروه طرح سه بعدی ، Mode Shape: [90/0/90/0]_s را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [90/0/90/0]_s را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Mode Shape: [90/0/90/0]_s ، روی  Plot کلیک کنید . |
برای رسم اولین شکل حالت کمانش بحرانی همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، دستورالعمل های زیر را دنبال کنید .
شکل حالت: [45/45/45/45]_as
1 | روی Mode Shape: [90/0/90/0]_s کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، حالت Mode Shape: [45/45/45/45]_as را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [45/45/45/45]_as را انتخاب کنید . |
4 | در Mode Shape: [45/45/45/45]_as نوار ابزار، روی  Plot کلیک کنید . |
دستورالعمل های زیر را برای مقایسه شکل حالت کمانش برای هر چهار لمینت دنبال کنید.
شکل حالت: مقایسه
1 | روی Mode Shape: [45/45/45/45]_as کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، حالت Mode Shape: Comparison را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت عنوان را پیدا کنید . زیربخش راه حل را پیدا کنید . چک باکس Solution را پاک کنید . |
4 | زیربخش Type and data را پیدا کنید . تیک Type را انتخاب کنید . |
5 | چک باکس Description را انتخاب کنید . |
6 | تیک گزینه Unit را انتخاب کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Mode Shape: Comparison را گسترش دهید ، سپس روی Surface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، Layered Material را انتخاب کنید . |
4 | از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [0/0/45/-45]_s 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 . |
سطح 2
1 | در پنجره Model Builder ، در Results>Mode Shape: Comparison روی Surface 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [90/90/45/-45]_s را انتخاب کنید . |
4 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 2 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی y-component ، v+1.3*l را تایپ کنید . |
سطح 3
1 | در پنجره Model Builder ، در Results>Mode Shape: Comparison روی Surface 2 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [90/0/90/0]_s را انتخاب کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 3 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن y-component ، v را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن z-component ، w+1.3*l را تایپ کنید . |
سطح 4
1 | در پنجره Model Builder ، در Results>Mode Shape: Comparison روی Surface 3 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Material Switch 1 ، Layered Material: [45/45/45/45]_as را انتخاب کنید . |
تغییر شکل
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 4 را گسترش دهید ، سپس روی Deformation کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی y-component ، v+1.3*l را تایپ کنید . |
حاشیه نویسی جدول 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mode Shape: Comparison 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 | مختصات Y | Z-COORDINATE | حاشیه نویسی |
0 | 0 | -0.15*l | [0/0/45/-45]_s |
0 | 1.3*l | -0.15*l | [90/90/45/-45]_s |
0 | 0 | -0.15*l+1.3*l | [90/0/90/0]_s |
0 | 1.3*l | -0.15*l+1.3*l | [45/45/45/45]_as |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . تیک Show point را پاک کنید . |
6 | از لیست Anchor Point ، Lower middle را انتخاب کنید . |
شکل حالت: مقایسه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mode Shape: Comparison کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | از لیست View ، نمای جدید را انتخاب کنید . |
4 |  روی دکمه Go to YZ View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار Mode Shape: Comparison ، روی  Plot کلیک کنید . |
برای محاسبه بار بحرانی کمانش، از یک گروه ارزیابی به جای گره های مقادیر مشتق شده استفاده کنید.
بار کمانش بحرانی
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  Evaluation Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه ارزیابی ، بار کمانش بحرانی را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 1/ راه حل های پارامتریک 1 (sol3) را انتخاب کنید . |
ارزیابی جهانی 1
1 | روی Critical Buckling Load کلیک راست کرده و Global Evaluation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، بخش عبارات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
Fc | kN | بار کمانش بحرانی |
4 | در نوار ابزار Critical Buckling Load ، روی  Evaluate کلیک کنید . |
وقتی مدل دوباره حل شد، ارزیابی مجدد خودکار گروه های ارزیابی را فعال کنید.
5 | در پنجره Model Builder ، روی Results کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای نتایج ، قسمت به روز رسانی نتایج را پیدا کنید . |
