مقاله تحلیلی: چک‌ لیست قبل از انجام تحلیل

دوست و کارمند من، آسیا، به مرخصی زایمان رفته است. او مسئول آموزش اعضای جدید تیم بود و یک چک‌لیست به نام «FEA بدون استرس» تهیه کرده بود. من این چک‌لیست را خواندم و تصمیم گرفتم که آن را با شما در میان بگذارم! در همین فرصت هم باید بگویم که من به آسیا افتخار می‌کنم و دلم خیلی برایش تنگ می‌شود.

خوب شروع می‌کنیم!

الف. هندسه

معمولاً هندسه را شبکه‌بندی می‌کنید و این کار را در چرک‌نویس انجام نمی‌دهید. اگر این‌گونه است، همیشه بهتر است که کنترل کنید آیا هندسه درست است یا نه. بعضی چیزها (مانند همپوشانی سطح) بدیهی به نظر می‌رسند؛ اما درست نکردن آن می‌تواند در اجزای بعضی قسمت‌ها مشکل ایجاد کند ... این چیزی است که فهمیدنش بعد از پردازش سخت است!

قبل از انجام تحلیل یا حتی قبل از مش بندی این موارد را کنترل کنید:

• آیا تمام سطوح در یک جهت هستند؟ ما با مدل‌های پوسته‌ای زیادی سروکار داریم و خوب است که تمام سطوح بالایی در یک جهت باشند. این باعث می‌شود که نتایج زودتر نمایش داده شوند.
• آیا سطوح همپوشان وجود دارند؟ هرچند کار شما دقیق است ... اما گاهی اتفاق می‌افتد. فقط کنترل کنید که همه چیز مرتب باشد و ادامه دهید!
• تمام خطوط و نقاط غیرضروری را پاک کنید! این کار فقط با دو کلیک در Femap انجام می‌شود. این نقاط و خطوط به فایل ورودی منتقل نمی‌شوند، اما اگر وجودشان لازم نیست، بهتر است نباشند.
• مدل را دوباره بسازید – خطاها را کنترل کنید. یک ابزار دیگر از Femap. می‌توانید مدل خود را دوباره بسازید. اگر Femap خطایی پیدا کند به شما خواهد گفت. این یک راه خوب برای کنترل منتقل نشدن چیزهای بیهوده به مدل مورد تحلیل شماست.

ب. مشخصات مصالح

تعیین مشخصات مصالح ممکن است چند ثانیه طول بکشد. البته در مسائل پیچیده‌تر زمان بیشتری هم نیاز خواهید داشت! در هر حال باید بدانید که از چه سیستم واحدی استفاده می‌کنید؛ و وزن اجزا را هم فراموش نکنید! فقط این‌ها را کنترل کنید تا مشکلی نداشته باشید:

• آیا واحدهای پارامترهای مصالح منظم است؟ وقتی تصمیم می‌گیرید که از یک سیستم واحد استفاده کنید این کار ساده خواهد بود. وقتی هندسه را تعریف می‌کنید فقط از متر یا اینچ استفاده می‌کنید و برای تعریف نیروها هم از واحد انتخابی خود استفاده می‌کنید. هر چند این کار ساده هم نیست! تمام این واحدها برای مشخصات مصالح ترکیب می‌شوند و ممکن است واحدهای عجیب و غریبی برای چگالی یا مدول یانگ به دست بیاید. این موضوع باید کنترل و تائید شود!
• آیا وزن اعضا اعمال شده است؟ در بسیاری از نرم‌افزارهای مهندسی عمران وزن اعضا به‌صورت خودکار در نظر گرفته می‌شود. ممکن است مصالح شما خطی یا غیرخطی باشد. مدل‌های غیرخطی ممکن است کمی پیچیده باشند. در بعضی از تحلیل‌ها نیاز است که ابتدا از تحلیل خطی و سپس در تحلیل ثانویه از تحلیل غیرخطی استفاده کنیم. غیرخطی بودن هندسی هم مشابه همین است، اما می‌توانید در تنظیمات حل‌کننده تصمیم بگیرید که هندسه خطی باشد یا غیرخطی. غیرخطی بودن مصالح تعریف شده است (در مشخصات مصالح). ممکن است فراموش کنید که مصالح خطی را به غیرخطی هنگام تعریف تحلیل تغییر دهید (هیچ گزینه‌ای در تنظیمات حل کنده وجود ندارد که این کار را انجام دهد)، بنابراین باید آن را کنترل کنید.

ج. مشخصات

این مورد ممکن است به نرم‌افزار شما هم بستگی داشته باشد. در بسیاری از پکیج‌های FEA، ابتدا هندسه را تعریف کرده و سپس مشخصات را به پوسته‌ها، اجسام صلب و تیرها اختصاص می‌دهید. در بعضی از آن‌ها مشخصات (مانند ضخامت یا مصالح) هنگام تعریف هندسه مشخص می‌شوند. ممکن است کنترل کردن در این دو کمی متفاوت باشد؛ اما باید تائید کنید که مدل از مصالح و ضخامت‌هایی که باید، تشکیل شده است!

• آیا مشخصات درست تعریف شده‌اند؟ اگر در نام یک ویژگی 10 میلی‌متر آمده باشد لزوماً به این معنی نیست که همان‌طور تعریف هم شده باشد. گاهی ممکن است اشتباه کلیک کرده باشید و چیزی را تغییر داده باشید (و فکر کنید که بعداً یادتان خواهد ماند!). به هر حال بهتر است کنترل کنید که همه ضخامت‌ها واقعاً همان چیزی باشند که باید باشند!
• آیا مصالح به‌درستی اختصاص داده شده است؟ این کنترل خیلی سرراست است. معمولاً وقتی یک ویژگی تعریف می‌کنید، یک مصالح را هم به آن اختصاص می‌دهید. فقط مطمئن شوید که مصالح درستی را انتخاب کرده‌اید.
• آیا مشخصات مصالح به‌درستی تعیین شده است؟ توجه کنید که مشخصات به‌درستی وارد شده‌اند و مصالح درستی به هر کدام از آن‌ها اختصاص داده‌اید. حال باید کنترل کنید که به اجزای مدل، مشخصات درستی اختصاص داده شده است.

د. بارها

تابه‌حال فرض شده است که شما مقدار بار درستی دارید. اگر این موضوع را کنترل نکنید ممکن است زمان زیادی از شما گرفته شود (بسته به اینکه از چه آیین‌نامه‌ای استفاده می‌کنید). با این وجود اگر مقادیر به‌درستی محاسبه یا تخمین زده شده باشند هم پایان کار نیست! باز هم باید کنترل کنید که آیا بارها به‌درستی اعمال شده‌اند یا خیر.

• آیا بارها همان جایی که باید، اعمال شده‌اند؟ با یک کلیک اشتباه ساده ممکن است به دردسر بیافتید ... بهتر است دوباره کنترل کنید!
• آیا بارها مقدار و جهت درستی دارند؟ حتی اگر مقدار بارها را هم درست محاسبه کرده باشید، باز هم باید کنترل کنید که همان مقادیر را در FEA گذاشته‌اید یا نه! انتخاب بین بار کل/بار سطحی/ بار روی عضو می‌تواند تأثیر زیادی داشته باشد – پس مراقب باشید که چه نوع باری اعمال شده است!
• آیا وزن اعضا اعمال شده است؟ بله! قبلاً هم گفتیم. دوباره هم می‌گوییم! کنترل کنید – این کار می‌تواند زمان زیادی برای شما بخرد و نیازی به انجام مجدد تحلیل نداشته باشید!
• آیا سیستم‌های مختصاتی درست هستند؟ ممکن است برای ایجاد بارها از اسکریپت استفاده کنید. در چنین حالتی احتمالاً بارها مبتنی بر یک سیستم مختصاتی هستند. آیا این سیستم درست است و نقطه صفر آن در محلی است که باید باشد؟ آیا جهت محورها در مدل مطابق آنچه در اسکریپت فرض کرده‌اید، هستند؟

ه. تکیه‌گاه‌ها

دو نکته در اینجا وجود دارد. نکته مهم‌تر این است که تکیه‌گاه‌ها باید واقع‌گرایانه باشند. اکثر مدل‌هایی که من تابه‌حال دیدم تکیه‌گاه ساده احمقانه‌ای داشته‌اند. هر چند این چیزی نیست که اینجا می‌خواهیم کنترل کنیم! فقط کنترل می‌کنیم که آیا سیستم تکیه‌گاهی که شما می‌خواهید به‌درستی اعمال شده است یا خیر. هیچ راهی برای ایجاد چک‌لیستی که از طریق آن تائید کنید که شرایط مرزی درستی دارید یا نه وجود ندارد – این مسئله خیلی پیچیده‌تر است!

• آیا همه تکیه‌گاه‌ها پیاده شده‌اند؟ پیدا کردن راهی برای تأمین تکیه‌گاه مناسب برای مدل شما خیلی خوب است ... اما آیا همه تکیه‌گاه‌ها در مدل پیاده شده‌اند؟ آیا این تکیه‌گاه‌ها جهت و جای درستی پیاده شده‌اند؟
• سیستم مختصات! مثل هر چیز دیگری تکیه‌گاه‌ها هم در یک سیستم مختصات خاص تعریف می‌شوند ... فقط مطمئن شوید که این سیستم همان سیستمی است که فکر می‌کردید!
• آیا مدل شما پایدار است؟ گاهی باعجله سیستم تکیه‌گاهی مدل را بهبود می‌دهیم ... و تصادفاً ممکن است مکانیزمی ایجاد کنیم. حل‌کننده بعضی از خطاها را سریعاً نمایش خواهد داد، اما گاهی هم باید کنترل کنیم که همه چیز درست باشد.

و. شبکه

طراحی شبکه یک چیز گول زننده است. در اینجا ما می‌خواهیم مطمئن شویم که شبکه‌ای که در نظر داریم، در مدل هم درست کار می‌کند.

• آیا مش سازگار و لبه‌ها آزاد هستند؟ گاهی وقتی چیزی را شبکه‌بندی می‌کنید، اعضا به گره‌ها متصل نمی‌شوند. در Femap این موضوع مثلاً زمانی رخ می‌دهد که مثلاً بخشی از مدل را دوباره شبکه‌بندی می‌کنید. در نگاه اول همه چیز خوب است؛ اما در محل‌های خاصی گره‌های دوگانه وجود دارد و مدل شما در واقع به هم متصل نیست. این موضوع مهم است زیرا حل‌کننده مشابه حالت مدل ناپایدار خطاها را نخواهد گرفت. زمان خود را برای جستجو کردن ذخیره کنید و فقط کنترل کنید که گره‌ها همپوشانی نداشته باشند، یا شبکه در جای نادرست لبه‌های آزاد نداشته باشد!
• آیا شبکه همپوشانی دارد؟ این بد است. ممکن است یک سطح همپوشان را فراموش کرده باشید یا جیزی اشتباه باشد. بهتر است کنترل کنید که هیچ کدام از اعضا همپوشانی ندارند – این کار باعث نتایج ضعیف خواهد شد!
• آیا مکانیزم¬های موضعی وجود دارد؟ گاهی وقتی شما از اتصالات صلب یا دیگر اجزا استفاده می‌کنید که ممکن است باعث ایجاد مکانیزم موضعی شود (مانند 3 گره در یک خط). پیدا کردن این مکانیزم¬ها سخت خواهد بود – فقط این موضوع را هنگام شبکه‌بندی در نظر داشته باشید!

ز. تماس‌ها

این آخرین نکته در فهرست قبل از تحلیل است! بیایید به این فهرست نگاه کنیم و آن را انجام بدهیم!

• آیا تمام تماس‌های لازم پیاده شده‌اند؟ فراموش کردن بعضی چیزها در یک مدل بزرگ بسیار محتمل است. این کار ممکن است باعث ایجاد یک مدل ناپایدار شود ... درست مانند یک خطا در شبکه‌بندی یا شرایط مرزی. به همین دلیل باید خیلی در اینجا مراقب باشیم ... زیرا پیدا کردن یک خطا در مدل می‌تواند خیلی زمان‌بر باشد!
• آیا منطقه‌های خوبی استفاده شده است؟ تماس معمولاً بین دو منطقه، بخش یا هر چه شما آن را بنامید تعریف می‌شود. باید مطمئن باشید که مناطق درستی را انتخاب کرده‌اید!
• آیا جهت منطقه‌های تماس به‌درستی تعریف شده است؟ وقتی تماس را اختصاص می‌دهید ممکن است از طرف مثبت یا منفی سطح اعمال شود. بهتر است کنترل کنید که یک قسمت خارجی را به داخل مدل متصل نکرده‌اید!
• آیا محل تماس مناسبی در نظر گرفته شده است؟ در بسیاری از موارد، تماس در محلی که سطح هست اتفاق نمی‌افتد، بلکه در فاصله‌ای خارج از سطح اتفاق می‌افتد (در جهت مثبت یا منفی). اگر محل تماس به‌درستی تعریف شود خیلی خوب خواهد بود!

نفوذ اولیه! معمولاً من مدل‌هایی ندارم که چنین چیزی بتواند ایجاد کند، اما اگر داشتم یاد گرفته‌ام که چگونه در مورد آن فکر کنم. گاهی هل دادن مدل به بیرون برای کاهش نفوذ اولیه ممکن است تنش‌ها و کرنش‌های زیادی در مدل شما ایجاد کند. معمولاً من از نفوذ اولیه صرف‌نظر می‌کنم، مگر اینکه دلیل موجهی برای صرف‌نظر نکردن از آن وجود داشته باشد.

کلام آخر

امیدوارم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد! اگر واقعاً برای شما مفید بود لطف کنید و این پست را با دوستان و همکاران خود به اشتراک بگذارید!

توضیح ویراستار:

 Femap یک ابزار مدل‌سازی بسیار دقیق و با کارایی بالا برای مهندسین است. این نرم‌افزار می‌تواند مدل‌های عددی محدود (FEA) را برای محصولات و سیستم‌های مهندسی بسیار پیچیده ایجاد کند. نرم‌افزار Siemens FEMAP عملاً می‌تواند اجزای سازنده، مجموعه‌ها یا سیستم‌ها را مدل کند و پاسخ رفتاری را برای یک محیط عملیاتی مشخص تعیین کند. نرم‌افزار FEMAP یک ابزار پیشرفته از CAD بوده و می‌تواند اطلاعات جئومتری نرم‌افزارهای CAD را مورد بررسی ویژه قرار دهد. 

 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.