مقاله تحلیلی: ۵ مرحله بررسی نتایج آنالیز المان محدود

 هر چیزی که ما طراحی می‌کنیم، زندگی در نهایت آن را بررسی می‌کند. ولی من ترجیح می‌دهم که اگر طراحی من شانسی برای اصلاح دارد قبل از اینکه هرگونه فروپاشی رخ دهد از آن استفاده کنم.

به این دلیل است که اعتبارسنجی نتایج آنالیز المان محدود موضوع مهمی است.

حل کردن یک مسئله شناخته‌شده راحت است. شما تنها نتایج محاسبات خود را با نتایجِ معلومِ درست مقایسه می‌کنید. همین و بس.

اما معمولاً، شما پاسخ درست را نمی‌دانید. اینجاست که همه چیز کمی پیچیده می‌شود و اگر شما شبیه به من هستید ممکن است دچار مشکل شوید! می‌بینید، من تمایل به پیدا کردن توجیهات «عجیب» برای نتایج پیش‌بینی نشده‌ای دارم که از آنالیز به دست آورده‌ام. عملکرد من خوب بود تا جایی که حتی توانستم خودم را یک یا دو بار قانع کنم که چیز خوبی بود. این تا زمانی بود که آنالیز بعدی خلاف آن را نشان داد.

آدم‌های زیادی می‌خواهند در کاری که انجام می‌دهند «موفق» باشند. این بدان معناست که اگر چیز غیرمنتظره‌ای رخ دهد، ما به دنبال توجیه هستیم. من مدت‌ها قبل یاد گرفتم که نتایج را بررسی کنم. در ادامه به توضیح فرآیندی که من بدین منظور طی می‌کنم، می‌پردازم.

۱- فرم تغییر شکل‌ها را بررسی کنید

من فکر می‌کنم که فرم تغییر شکل از مقدار آن بیشتر اهمیت دارد! بررسی فرم تغییر شکل به شما این شانس را می‌دهد تا ببینید مدل طبق برنامه تعیین‌شده پیش می‌رود یا خیر! این یک بررسی آیین‌نامه‌ای یا تقاضایی نیست که مشتری شما داشته باشد. این مرحله تنها برای شماست که به شما اجازه می‌دهد ببینید همه چیز خوب پیش رفته یا نه.

توجه کنید که ممکن است نیاز داشته باشید که مقیاس تغییر شکل را به‌طور چشم‌گیری افزایش دهید تا رفتار مدل را بررسی کنید!

۲- مقادیر تغییر شکل‌ها را بررسی کنید

بررسی مقادیر تغییر شکل ممکن است کمی پیچیده باشد. به این دلیل که نرم‌افزار معمولاً تغییر شکل‌ها را بر اساس سایز مدل به‌صورت «مقیاس خودکار» ارائه می‌دهد؛ یعنی چیزی که شما روی صفحه‌ نمایش می‌بینید فرم تغییر شکل یافته‌ حقیقی نیست، بلکه فرم نسبی تغییر شکل با توجه به مقیاس نرم‌افزار است.

قبول دارم که این معمولاً ویژگی خوبی است، ولی می‌تواند به‌شدت گمراه‌کننده باشد. مطمئن شوید که مقیاس تغییر شکل را روی ۱.۰ تنظیم کرده‌اید.

در نظر داشته باشید که تغییر شکل‌های بسیار بزرگ تنها مشکل، نیستند. اگر می‌دانید که مدل باید تغییر شکل یابد، اما این اتفاق نیفتاد بدانید چیزی غلط است.

۳- نیروهای عکس‌العمل را بررسی کنید

• در ابتدا، بررسی کنید که آیا تمام ساده‌سازی‌هایی که در تکیه‌گاه‌ها انجام داده‌اید هنوز پایدار مانده‌اند یا نه. اگر شما یک گلدان ایستاده روی زمین را مدل‌سازی کردید، ممکن است که تعریف اتصال را حذف کرده باشید و یک تکیه‌گاه عمودی روی سطح زیرین کتاب را مدل‌سازی کرده باشید. این عالی است. مگر اینکه یک نیروی کششی در آن تکیه‌گاه داشته باشید! چنین باری ممکن نیست وجود داشته باشد (مگر اینکه گلدان به زمین چسب شده باشد). با در نظر گرفتن این، اگر شما بخواهید نیروی عکس‌العمل کششی در آن تکیه‌گاه داشته باشید، می‌دانید که فرضیاتی که قبلاً داشتید (با در نظر نگرفتن اتصال) دیگر صدق نمی‌کنند! این یک اشتباه معمول است که می‌تواند منجر به اشتباهات بزرگ‌تری در شرایط مرزی شود.
• تعادل نیرو- عکس‌العمل نیرو را بررسی کنید. اگر آنالیز دینامیکی مهمی را انجام می‌دهید نیروهای فعال باید با نیروهای عکس‌العمل در تعادل باشند. از آنجا که می‌دانید چه مقدار بار اعمال کرده‌اید (چیز خوبی است که بدانیم!) تنها کل نیروی عکس‌العمل در هر جهت داده شده را بررسی کنید و ببینید که آیا مقدار کل بار در آن جهت همخوانی دارد یا نه. باید داشته باشد، اگر ندارد، چیزی اشتباه است.
• «فنرهای نرم» را بررسی کنید. بعضی اوقات، مسائلی را آنالیز خواهید کرد که «کمی» ناپایدار هستند. به احتمال زیاد با یک فنر نرم آن را تثبیت خواهید کرد. این کاملاً یک تکیه‌گاه تقلبی است ولی به محاسبات عددی مسئله کمک می‌کند. وقتی آنالیز را تمام کردید، نیروهای عکس‌العمل در فنرهای نرم را بررسی کنید. تا زمانی که تکیه‌گاه واقعی در آنجا وجود ندارد، نیروی عکس‌العمل باید حداقل باشند! اگر موضوع این نیست. شما باید دوباره درباره نرمی فنر یا جایی که آن را باید اضافه کنید فکر کنید. اگر چندین بار جای فنرهای نرم را عوض کرده‌اید و همچنان نیروهای بزرگی در قلاب هوا دارید، شاید مدل شما خیلی ناپایدار است که به‌آسانی کار نخواهد کرد؟
• شرایط مرزی انتخابی را در نظر بگیرید. اگر در مورد اینکه از چه شرایط مرزی استفاده کنید شک دارید، از هر دو نتایج تنظیم شده و مقایسه شده استفاده کنید. همچنین، با نگاهی به مدل تغییر شکل یافته در هر دو مورد می‌توانید تصمیم بگیرید که کدام راه واقعی‌تر است.

۴- به تنش‌ها نگاهی بیندازید

من معمولاً این کار را هنگام بررسی اینکه تنش‌ها قابل‌قبول هستند یا نه انجام می‌دهم. درصورتی‌که بخشی که محاسبه کرده‌اید خوب باشد یا نیاز به مقاوم‌سازی داشته باشد دیگر هدف ارزیابی نیست. ما بررسی می‌کنیم که آیا نتایجی که به دست آوردیم در کل منطقی هستند یا نه!

به‌صورت پیش‌فرض، نرم‌افزار به احتمال زیاد تنش‌های میانگین را به شما نشان می‌دهد. این ممکن است بهترین عملکرد نباشد. تنظیمات میانگین‌گیری را پیدا کنید و آن را خاموش کنید. از اینکه چقدر نتایج تغییر خواهد کرد متعجب خواهید شد!

 اگر اختلاف تنش در المان‌های مجاور بزرگ بود، باید اصلاح مش بندی را در آن ناحیه مدنظر قرار دهید!

معمولاً، چندین گزینه برای اینکه چگونه نتایج در نرم‌افزار به نمایش درآید وجود دارد. آن‌ها را یاد بگیرید و به‌دقت از آن‌ها استفاده کنید!

۵- محاسبات دستی انجام دهید!

نتایج آنالیز المان محدود به‌واسطه محاسبات دستی بررسی کنید.

منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.