0

Ply Drop-off در یک پانل کامپوزیت

View Categories

Ply Drop-off در یک پانل کامپوزیت

21 min read

PDF
Ply Drop-off در یک پانل کامپوزیت
معرفی
ریزش لایه اغلب در ورقه های کامپوزیتی رخ می دهد تا ضخامت ورقه ورقه بر اساس نیازهای بارگذاری تنظیم شود. این مثال مدل‌سازی لایه افت آف در یک پانل کامپوزیت را نشان می‌دهد. پانل در نظر گرفته شده برای تجزیه و تحلیل دارای لایه لایه متقارن با سه بخش ضخیم، مخروطی و نازک است. بخش ضخیم دارای شانزده لایه است که به هسته، تسمه از بالا به پایین و لایه های افتاده تقسیم شده است. از شانزده لایه در قسمت ضخیم، هشت لایه به تدریج در قسمت مخروطی با فاصله تلوتلو مشخص شده رها می شود.
مواد کربن اپوکسی با خواص مواد ارتوتروپیک به عنوان یک ماده لایه استفاده می شود. مواد اپوکسی دارای خواص مواد همسانگرد در جیب های نزدیک لایه های افتاده استفاده می شود. رویکرد مبتنی بر نظریه لایه‌ای همراه با مدل‌سازی Stack Zone و عملکرد لایه ضخامت متغیر برای نمایش دقیق سناریوی افت لایه استفاده می‌شود. یک تحلیل ثابت برای محاسبه تنش‌ها در لایه‌های مختلف بخش‌های مختلف پانل کامپوزیت تحت بار خارجی اعمال شده انجام می‌شود.
تعریف مدل
شکل 1: مدل هندسه پانل کامپوزیت با بخش های ضخیم، نازک و مخروطی که دارای قطرات لایه های متعدد در قسمت مخروطی هستند.
هندسه
هندسه مدل یک پانل کامپوزیت دارای قطره های چند لایه در شکل 1 نشان داده شده است . پنل دارای سه بخش است:
•
بخش ضخیم
•
بخش مخروطی
•
بخش نازک
قسمت ضخیم دارای 16 لایه است و تعدادی از آنها در قسمت مخروطی افتاده است. در نهایت 8 لایه در قسمت نازک پانل کامپوزیت وجود دارد .
نمایش سه بعدی هندسه مدل در شکل 2 نشان داده شده است . توجه داشته باشید که هندسه با ضریب 5 در جهت ضخامت برای هدف تجسم مقیاس می شود.
شرایط مرزی
•
انتهای سمت چپ پانل کامپوزیت ثابت است.
•
یک بار کل 100  کیلونیوتن به انتهای سمت راست پانل به شکل یک بار مرزی همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است اعمال می شود .
شکل 2: نمایش سه بعدی هندسه مدل همراه با بار مرزی اعمال شده. توجه داشته باشید که هندسه با ضریب 5 در جهت ضخامت برای هدف تجسم مقیاس می شود.
توالی انباشته شدن
ورقه ورقه در نظر گرفته شده برای آنالیز دارای لایه لایه متقارن است. ترتیب انباشته شدن مقاطع ضخیم و نازک به شرح زیر است:
•
بخش ضخیم ( 16 لایه): [0/90/-30/30/-60/60/-45/45] s
•
بخش نازک ( 8 لایه): [0/90/-45/45] s
لایه های نیمه فوقانی قسمت ضخیم را می توان به بخش های مختلف به شرح زیر تقسیم کرد:
•
کمربند بالا: [0/90]
•
لایه های ریخته شده: [-30/30/-60/60]
•
هسته: [-45/45]
سه بخش پانل کامپوزیت و بخش های مختلف لایه در بخش ضخیم را می توان در شکل 5 مشاهده کرد .
شکل 3: توالی انباشته شدن به ترتیب در بخش های ضخیم و نازک پانل کامپوزیت.
خواص مواد
فرض بر این است که هر لایه پانل کامپوزیت از الیاف کربن در یک رزین اپوکسی ساخته شده است. خواص مواد همسانگرد عرضی همگن (مدول یانگ، مدول برشی و نسبت پواسون) در زیر آورده شده است:
جدول 1: خواص مواد یک لایه.
دارایی مادی
ارزش
{ E1 , E2 }
{134، 9.2} GPa
{G 12 }
{4.8} GPa
{ y 12 , y 23 }
{0.28، 0.28}
فرض بر این است که جیب های رزین با استفاده از مواد اپوکسی مدل سازی می شوند. خواص مواد رزین در زیر آورده شده است:
جدول 2: خواص مواد رزین اپوکسی.
دارایی مادی
ارزش
 E
4 گیگا پاسکال
 تو
0.35
مدلسازی بخش مخروطی
قسمت مخروطی پانل کامپوزیت دارای قطره های چند لایه است. فرض بر این است که فضای خالی ایجاد شده بلافاصله پس از ریزش لایه با همان ماده رزین پر شده است. در مجموع 8  لایه در کل قسمت مخروطی با 4  قطره در بالای نیمی از لمینت ریخته می شود. قطره های لایه به صورت پلکانی قرار می گیرند و هر بار فقط یک قطره لایه (در نیمی از لمینت) وجود دارد. همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است ، کل بخش مخروطی را به 4  ناحیه تقسیم می کند .
شش ناحیه در شکل 4 مربوط به سه بخش پانل به شرح زیر است:
•
بخش ضخیم: منطقه 1
•
بخش مخروطی: منطقه 2-5
•
بخش نازک: منطقه 6
همچنین در شکل 4 مشاهده می شود که هر ناحیه مخروطی دارای یک لایه در نیمی از لمینت است که برش داده شده است. این لایه مربوط به یک لایه با ضخامت متغیر است که نشان دهنده جیب رزین است. ضخامت آن از چپ به راست تغییر می کند و ضخامت آن برابر با ضخامت لایه در انتهای سمت چپ زون و ضخامت نزدیک به صفر در انتهای سمت راست زون است.
فاصله تلو تلو خوردن، در این مثال، مانند طول جیب رزین گرفته شده است. طول پاکت رزین با استفاده از زاویه مخروطی 3  درجه محاسبه می شود. جیب های رزین را می توان به رنگ زرد در شکل 5 مشاهده کرد . شکل همچنین طول جیب رزین و فاصله تلوتلو را نشان می دهد.
مدل‌سازی مقاطع/زون‌های مختلف لمینت کامپوزیت مخروطی با استفاده از گره لایه لایه پشته مواد در ترکیب با گزینه Scale برای مدل‌سازی لایه‌های ضخامت متغیر به دست می‌آید.
هنگامی که مناطق مختلف توسط گره لایه لایه لایه ایجاد می شود، یک گره Continuity در فیزیک استفاده می شود تا لایه های دو ناحیه مربوطه را که دارای یک لبه مشترک هستند به هم متصل کند. یکی از نمونه‌های شرایط پیوستگی بین منطقه 2 و منطقه 3 در شکل 6 نشان داده شده است .
شکل 4: توالی انباشته شدن در مناطق مختلف پانل کامپوزیت. در اینجا منطقه 1 مربوط به بخش ضخیم، منطقه 6 مربوط به بخش نازک، و بقیه مناطق مربوط به بخش مخروطی پانل است.
شکل 5: نمای مقطعی پانل کامپوزیت که تسمه بالایی، لایه های افتاده و لایه های هسته را در بخش ضخیم نشان می دهد. جیب های رزین (رنگ زرد) و فاصله تلوتلو نیز نشان داده شده است.
شکل 6: شرایط پیوستگی در فصل مشترک ناحیه 2 و ناحیه 3 پانل کامپوزیت. لایه های برش خورده، لایه های رزینی با ضخامت متغیر هستند که دارای حداکثر ضخامت در سمت چپ منطقه و ضخامت صفر در سمت راست منطقه هستند.
سیستم مختصات ورقه ای که اولین جهت اصلی و ضخامت کل پانل کامپوزیت را به عنوان تابعی از فضا نشان می دهد در شکل 7 نشان داده شده است . اولین جهت اصلی ماده که جهت الیاف را در هر لایه از هندسه فیزیکی نشان می دهد در شکل 8 نشان داده شده است .
شکل 7: سیستم مختصات ورقه ای که اولین جهت اصلی و ضخامت کل پانل کامپوزیت را نشان می دهد.
شکل 8: اولین جهت اصلی ماده که جهت الیاف را در هر لایه از هندسه فیزیکی نشان می دهد. زاویه لایه به عنوان رنگ برای هر لایه استفاده می شود.
نتایج و بحث
پانل کامپوزیت با لایه لایه متقارن که دارای افت لایه های متعدد است تحت یک بار محوری قرار می گیرد. توزیع تنش موثر (فون میزس) برای هر لایه از هر سه بخش در شکل 9 نشان داده شده است . می توان مشاهده کرد که سطوح تنش در هر لایه به دلیل جهت گیری های مختلف الیاف کاملاً متفاوت است. ناحیه نزدیک به لایه‌ها دارای تنش‌های کمی زیاد است، اما در سایر مکان‌ها همچنان بسیار پایین‌تر از سطوح تنش هستند. یکی از دلایل نداشتن تنش‌های خیلی زیاد در نزدیکی قطره‌های لایه، زاویه مخروطی کم و روش پلکانی افتادن تدریجی لایه‌ها است.
شکل 9: توزیع تنش فون میزس در بخش های مختلف پانل کامپوزیت.
توزیع تنش فون میزس در وسط هر لایه از بخش ضخیم پانل کامپوزیت در شکل 10 نشان داده شده است . توزیع تنش متفاوت و مقدار حداکثر تنش را می توان در هر لایه از بخش ضخیم مشاهده کرد.
شکل 10: توزیع تنش فون میزس در هر لایه از بخش ضخیم پانل کامپوزیت.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
•
گره لایه لایه پشته مواد برای تعریف مناطق/بخش های مختلف پانل کامپوزیت مخروطی دارای بخش های ضخیم، نازک و مخروطی استفاده می شود.
•
در محل ریزش لایه، پاکت‌های رزین با ضخامت متغیر به‌عنوان لایه‌های مقیاس‌شده استاندارد با استفاده از گزینه Scale در گره پیوند مواد لایه‌ای که ضریب مقیاس ضخامت از 1 تا 0 در طول جیب رزین مشخص شده تغییر می‌کند، مدل‌سازی می‌شوند.
•
گره Continuity در فیزیک برای تعریف ارتباط بین لایه‌های دو ناحیه پانل در کنار هم استفاده می‌شود.
مسیر کتابخانه برنامه: Composite_Materials_Module/Tutorials/ply_drop_off_in_a_composite_panel
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی  Model  Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
در پنجره Model  Wizard ، روی  3D کلیک کنید .
2
در درخت Select  Physics ، Structural  Mechanics>Layered  Shell  (lshell) 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 ply_drop_off_in_a_composite_panel_parameters.txt دوبار کلیک کنید .
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 .
جنس: رزین
1
روی Materials کلیک راست کرده و Blank  Material را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات مواد ، ماده: رزین را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
Plies [0/90]
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)
0.0
هفتم
2
4
 روی افزودن کلیک کنید .
5
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
لایه
مواد
چرخش (درجه)
ضخامت
عناصر مش
لایه 2
جنس: کربن اپوکسی (mat1)
90.0
هفتم
2
6
در قسمت نوشتار Label ، Plies [0/90] را تایپ کنید .
پلی [-30]
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)
-30.0
هفتم
2
4
در قسمت Label text، Ply [-30] را تایپ کنید .
پلی [30]
1
روی Ply  [-30] کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مواد لایه ای  ، Ply [30] 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: کربن اپوکسی (mat1)
30.0
هفتم
2
پلی [-60]
1
روی Ply  [30] کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای لایه لایه  ، Ply [-60] را در قسمت نوشتار Label 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: کربن اپوکسی (mat1)
-60.0
هفتم
2
پلی [60]
1
روی Ply  [-60] کلیک راست کرده و Duplicate 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)
60.0
هفتم
2
4
در قسمت Label text، Ply [60] را تایپ کنید .
Plies [-45/45]
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions>Materials روی Plies  [0/90]  (lmat1) راست کلیک کرده و Duplicate 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)
-45.0
هفتم
2
لایه 2
جنس: کربن اپوکسی (mat1)
45.0
هفتم
2
4
در قسمت Label text، Plies [-45/45] را تایپ کنید .
رزین
1
در پنجره Model  Builder ، در زیر Global  Definitions>Materials روی Ply  [60]  (lmat5) راست کلیک کرده و Duplicate 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: رزین (mat2)
20.0
هفتم
2
4
در قسمت نوشتار Label ، Resin را تایپ کنید .
رزین یک ماده همسانگرد است و چرخش در اینجا روی 20 درجه تنظیم شده است تا آن را با لایه 0 درجه در نمودار زاویه لایه متمایز کند.
هندسه را با استفاده از طول جیب رزین مشخص شده ایجاد کنید.
هندسه 1
صفحه کار 1 (wp1)
1
در پنجره Model  Builder ، گره Component  1  (comp1)>Geometry  1 را گسترش دهید .
2
روی Geometry  1 کلیک راست کرده و Work  Plane را انتخاب کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> مربع 1 (sq1)
1
در نوار ابزار Work Plane ، روی  مربع کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات مربع ، بخش Size را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Side  length ، a را تایپ کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 1 (r1)
1
در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، lr را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، a را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، a را تایپ کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> آرایه 1 (arr1)
1
در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید .
2
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
3
فقط شی r1 را انتخاب کنید.
4
در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Displacement را پیدا کنید .
5
در قسمت نوشتار xw ، lr را تایپ کنید .
6
قسمت Size را پیدا کنید . در قسمت متن xw  size ، عدد 4 را تایپ کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> مربع 2 (sq2)
1
در نوار ابزار Work Plane ، روی  مربع کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات مربع ، بخش Size را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Side  length ، a را تایپ کنید .
4
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، a+4*lr را تایپ کنید .
5
روی Geometry  1 کلیک راست کرده و Build  All را انتخاب کنید .
6
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
حالا لایه ها و انتخاب آنها را برای ایجاد مناطق ضخیم، نازک و مخروطی در هندسه تعریف کنید. از گزینه مقیاس برای تعریف جیب های رزین با ضخامت متغیر استفاده کنید.
مواد
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 .
Plies [0/90]
در پنجره تنظیمات برای پیوند مواد لایه‌ای  ، Plies [0/90] را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
پلی [-30]
1
روی Plies  [0/90] کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
3
از لیست Material ، Ply  [-30]  (lmat2) را انتخاب کنید .
4
در قسمت Label text، Ply [-30] را تایپ کنید .
5
قسمت انتخاب مرز  را پیدا کنید . روی Clear Selection کلیک کنید .
6
فقط مرز 1 را انتخاب کنید.
رزین-1
1
روی Ply  [-30] کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
3
از لیست Material ، Resin  (lmat7) را انتخاب کنید .
4
تیک گزینه Scale را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 1.0-0.99*(Xa)/lr را تایپ کنید .
5
قسمت انتخاب مرز  را پیدا کنید . روی Clear Selection کلیک کنید .
6
فقط مرز 2 را انتخاب کنید.
7
در قسمت نوشتار Label ، Resin-1 را تایپ کنید .
پلی [30]
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Materials>Layered  Material  Stack  1  (stlmat1) روی Ply  [-30]  (stlmat1.stllmat2) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
3
از لیست Material ، Ply  [30]  (lmat3) را انتخاب کنید .
4
فقط مرزهای 1 و 2 را انتخاب کنید.
5
در قسمت Label text، Ply [30] را تایپ کنید .
رزین-2
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Materials>Layered  Material  Stack  1  (stlmat1) روی Resin-1  (stlmat1.stllmat3) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
3
در قسمت متن مقیاس ، 1.0-0.99*(Xa-lr)/lr را تایپ کنید .
4
قسمت انتخاب مرز  را پیدا کنید . روی Clear Selection کلیک کنید .
5
فقط مرز 3 را انتخاب کنید.
6
در قسمت نوشتار Label ، Resin-2 را تایپ کنید .
پلی [-60]
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Materials>Layered  Material  Stack  1  (stlmat1) روی Ply  [30]  (stlmat1.stllmat4) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
3
از لیست Material ، Ply  [-60]  (lmat4) را انتخاب کنید .
4
فقط مرزهای 1-3 را انتخاب کنید.
5
در قسمت Label text، Ply [-60] را تایپ کنید .
رزین-3
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Materials>Layered  Material  Stack  1  (stlmat1) روی Resin-2  (stlmat1.stllmat5) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
3
 روی Clear  Selection کلیک کنید .
4
فقط مرز 4 را انتخاب کنید.
5
قسمت تنظیمات پیوند را  پیدا کنید . در قسمت متن مقیاس ، 1.0-0.99*(Xa-2*lr)/lr را تایپ کنید .
6
در قسمت نوشتار Label ، Resin-3 را تایپ کنید .
پلی [60]
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Materials>Layered  Material  Stack  1  (stlmat1) روی Ply  [-60]  (stlmat1.stllmat6) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
3
از لیست Material ، Ply  [60]  (lmat5) را انتخاب کنید .
4
فقط مرزهای 1-4 را انتخاب کنید.
5
در قسمت Label text، Ply [60] را تایپ کنید .
رزین-4
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Materials>Layered  Material  Stack  1  (stlmat1) روی Resin-3  (stlmat1.stllmat7) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
3
 روی Clear  Selection کلیک کنید .
4
فقط مرز 5 را انتخاب کنید.
5
قسمت تنظیمات پیوند را  پیدا کنید . در قسمت متن مقیاس ، 1.0-0.99*(Xa-3*lr)/lr را تایپ کنید .
6
در قسمت نوشتار Label ، Resin-4 را تایپ کنید .
Plies [-45/45]
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Materials>Layered  Material  Stack  1  (stlmat1) روی Plies  [0/90]  (stlmat1.stllmat1) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه  ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
3
از لیست Material ، Plies  [-45/45]  (lmat6) را انتخاب کنید .
4
در قسمت Label text، Plies [-45/45] را تایپ 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 لایه ای  ، قسمت تنظیمات لایه لایه را پیدا کنید .
3
از لیست Transform ، Symmetric را انتخاب کنید .
4
روی Layer  Stack  Preview در گوشه سمت راست بالای بخش Layered  Material  Settings کلیک کنید . از منو، Layer  Stack  Preview را انتخاب کنید .
5
روی Layer  -Section  Preview در گوشه سمت راست بالای بخش Layered  Material  Settings کلیک کنید . از منو، Create  Layer  -Section  Plot را انتخاب کنید .
نتایج
پیش نمایش لایه مقطع
1
در پنجره Model  Builder ، گره Results را گسترش دهید ، سپس روی Layer  -Section  Preview کلیک کنید .
2
در نوار ابزار Layer-Section Preview ، روی  Plot کلیک کنید .
پوسته لایه ای (LSHELL)
مواد الاستیک خطی 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Layered  Shell  (lshell) روی Linear  Elastic  Material  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مواد الاستیک خطی  ، قسمت Linear Elastic Material را پیدا کنید .
3
تیک Transversely  isotropic 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
{Evect1، Evect2}
{E1، E2}
پا
همسانگرد عرضی
نسبت پواسون
{nuvect1, nuvect2}
{nu12، nu23}
1
همسانگرد عرضی
مدول برشی
بردار 1
{G12}
N/m²
همسانگرد عرضی
تراکم
rho
1
کیلوگرم بر متر مکعب
پایه ای
به منظور تعریف خواص مواد رزین ایزوتروپیک، مدل جامد را به ایزوتروپیک تغییر دهید. بعداً آن را به حالت همسانگرد عرضی برگردانید و خواص همسانگرد به طور خودکار به خواص ارتوتروپ تبدیل می شود.
پوسته لایه ای (LSHELL)
مواد الاستیک خطی 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Layered  Shell  (lshell) روی Linear  Elastic  Material  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مواد الاستیک خطی  ، قسمت Linear Elastic Material را پیدا کنید .
3
از لیست تقارن مواد  ، ایزوتروپیک را انتخاب کنید .
تعاریف جهانی
جنس: رزین (mat2)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions>Materials روی Material:  Resin  (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
E
است
پا
مدول یانگ و نسبت پواسون
نسبت پواسون
نه
فقط
1
مدول یانگ و نسبت پواسون
تراکم
rho
1
کیلوگرم بر متر مکعب
پایه ای
پوسته لایه ای (LSHELL)
مواد الاستیک خطی 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Layered  Shell  (lshell) روی Linear  Elastic  Material  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مواد الاستیک خطی  ، قسمت Linear Elastic Material را پیدا کنید .
3
از لیست تقارن مواد  ، Orthotropic را انتخاب کنید .
4
تیک Transversely  isotropic را انتخاب کنید .
شرایط تداوم را به صورت دستی بین مناطق مختلف پانل تعریف کنید.
تداوم 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer  Selection را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone1) را انتخاب کنید .
4
از لیست مقصد ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone2) را انتخاب کنید .
5
در جدول Selection تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
مواد لایه ای
افست (متر)
√
رزین-1
0
√
رزین-1 (sym)
0
تداوم 2
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer  Selection را پیدا کنید .
3
از لیست منبع ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone2) را انتخاب کنید .
4
از لیست مقصد ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone3) را انتخاب کنید .
5
در پنجره Model  Builder ، روی Continuity  2 کلیک کنید .
6
در جدول Selection تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
مواد لایه ای
افست (متر)
√
رزین-2
0
√
Resin-2 (Sym)
0
7
روی Layer  Cross-Section  Preview در گوشه سمت راست بالای بخش Layer  Selection کلیک کنید . از منو، Layer  -Section  Preview را انتخاب کنید .
تداوم 3
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer  Selection را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع ، لایه لایه  مواد  پشته  1  (stlmat1.zone3) را انتخاب کنید .
4
از لیست مقصد ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone4) را انتخاب کنید .
5
در جدول Selection تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
مواد لایه ای
افست (متر)
√
رزین-3
0
√
Resin-3 (Sym)
0
تداوم 4
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer  Selection را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone4) را انتخاب کنید .
4
از لیست مقصد ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone5) را انتخاب کنید .
5
در جدول Selection تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
مواد لایه ای
افست (متر)
√
رزین-4
0
√
Resin-4 (Sym)
0
تداوم 5
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer  Selection را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone5) را انتخاب کنید .
4
از لیست مقصد ، لایه لایه  مواد  Stack  1  (stlmat1.zone6) را انتخاب کنید .
محدودیت ثابت 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Fixed  Constraint را انتخاب کنید .
2
فقط لبه 1 را انتخاب کنید.
بار مرزی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Boundary  Load را انتخاب کنید .
2
فقط Edge 19 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای بار مرزی  ، بخش Force را پیدا کنید .
4
از لیست نوع بار  ، نیروی کل را انتخاب کنید .
5
بردار F tot را به صورت مشخص کنید
 
100[kN]
ایکس
0
y
0
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 نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
استرس (lshell)
در پنجره Model  Builder ، گره Stress  (lshell) را گسترش دهید .
سطح 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Results>Stress  (lshell)>Surface  1 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 (lshell) ، روی  Plot کلیک کنید .
برای تجسم بهتر در جهت ضخامت، ضریب مقیاس را در تمام مجموعه داده ها روی 5 قرار دهید.
مواد لایه ای
1
در پنجره Model  Builder ، گره Results>Datasets را گسترش دهید ، سپس روی Layered  Material کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای لایه لایه  ، قسمت لایه ها را پیدا کنید .
3
در قسمت Scale text عدد 5 را تایپ کنید .
استرس (lshell)
1
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
2
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، Study  1/Solution  1  (sol1)>Layered  Shell>Stress,  Slice  (lshell) را انتخاب کنید .
3
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
نتایج
استرس، برش (lshell)
1
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی  ، برای گسترش بخش انتخاب کلیک کنید .
2
از لیست سطح نهاد هندسی  ، Boundary را انتخاب کنید .
3
فقط مرز 1 را انتخاب کنید.
4
قسمت Plot  Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را  پاک کنید .
برش مواد لایه ای 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Stress,  Slice  (lshell) را گسترش دهید ، سپس بر 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 قسمت متنی Relative  x-separation ، 0.15*3 را تایپ کنید .
استرس، برش (lshell)
1
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، روی Stress,  Slice  (lshell) کلیک کنید .
3
در پنجره Settings for 3D  Plot  Group ، قسمت Plot  Settings را پیدا کنید .
4
از لیست View ، نمای جدید را  انتخاب کنید .
5
در نوار ابزار Stress, Slice (lshell) ، روی  Plot کلیک کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1
به پنجره Add  Predefined  Plot بروید .
2
در درخت، Study  1/Solution  1  (sol1)>Layered  Shell>Geometry  and  Layup  (lshell)>Thickness  and  Orientation  (lshell) را انتخاب کنید .
3
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
4
در درخت، Study  1/Solution  1  (sol1)>Layered  Shell>Geometry  and  Layup  (lshell)>First  Principal  Material  Direction  (lshell) را انتخاب کنید .
5
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
نتایج
ضخامت و جهت گیری (lshell)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Results روی Thickness  and  Orientation  (lshell) کلیک کنید .
2
در نوار ابزار Thickness and Orientation (lshell) ، روی  Plot کلیک کنید .
اولین جهت اصلی مواد (lshell)
1
در پنجره Model  Builder ، روی First  Principal  Material  Direction  (lshell) کلیک کنید .
2
در پنجره Settings for 3D  Plot  Group ، بخش Data را پیدا کنید .
3
 برو  به  منبع کلیک کنید .
لایه لایه 2 (جهت مواد)
1
در پنجره Model  Builder ، در Results>Datasets روی Layered  Material  2  (Material  Direction) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای لایه لایه  ، قسمت لایه ها را پیدا کنید .
3
در قسمت Scale text عدد 5 را تایپ کنید .
اولین جهت اصلی مواد (lshell)
1
 روی دکمه Go  to  Default  View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Results روی First  Principal  Material  Direction  (lshell) کلیک کنید .
3
در نوار ابزار First Principal Material Direction (lshell) ، روی  Plot کلیک کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1
به پنجره Add  Predefined  Plot بروید .
2
در درخت، Study  1/Solution  1  (sol1)>Layered  Shell>Applied  Loads  (lshell)>Boundary  Loads  (lshell) 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
بارهای مرزی (lshell)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Results ، روی Boundary  Loads  (lshell) کلیک کنید .
2
در نوار ابزار Boundary Loads (lshell) ، روی  Plot کلیک کنید .
استرس (lshell)
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
What are your Feelings