سیستم دو درجه آزادی با فنرهای غیر خطی در آباکوس

معرفی محصول

در این مثال، قصد داریم یک سیستم دو درجه آزادی با فنرهای غیرخطی را با استفاده از نرم‌افزار Abaqus شبیه‌سازی کنیم.

این سیستم از دو جرم M1 و M2 تشکیل شده است که به‌وسیله یک فنر و یک میراگر به یکدیگر متصل هستند. همچنین، در سمت چپ و راست سیستم از فنرهای غیرخطی استفاده شده است.

سیستم دو درجه آزادی

در این سیستم مکانیکی، دو جرم M1 و M2 از طریق یک فنر و یک میراگر با یکدیگر برهم‌کنش دارند. همچنین، در دو انتهای سیستم فنرهای غیرخطی قرار گرفته‌اند.

سرعت اولیه و نیروی اعمال‌شده به هر جرم به‌صورت جداگانه تعریف می‌شوند. سرعت اولیه جرم M1 برابر با 100 m/s است و نیرویی به بزرگی 3000 N به جرم M2 اعمال می‌شود.

فنرهای غیرخطی

برای نمایش رفتار غیرخطی نیرو–جابجایی در این سیستم مکانیکی، در دو طرف سیستم از فنرهای غیرخطی استفاده می‌شود.

مشخصات نیرو–جابجایی فنرهای غیرخطی تعریف شده و در مدل Abaqus مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، اطلاعات و خواص مربوط به این فنرها در فایل Excel ارائه‌شده در بسته محصول موجود است.

سرعت و جابه‌جایی جرم M1

در این بخش، سرعت و جابه‌جایی جرم M1 که از شبیه‌سازی در Abaqus به دست آمده‌اند، با نتایج حل تحلیلی مقایسه می‌شوند.

سرعت و جابه‌جایی جرم M2

در این بخش، سرعت و جابه‌جایی جرم M2 که از شبیه‌سازی در Abaqus به دست آمده‌اند، با نتایج حل تحلیلی مقایسه می‌شوند.

اعتبارسنجی نتایج Abaqus

ابتدا سیستم دو درجه آزادی به روش تحلیلی حل می‌شود و سپس همان سیستم در نرم‌افزار Abaqus شبیه‌سازی می‌شود.

هدف اصلی این تحلیل، به‌دست‌آوردن نمودارهای سرعت و جابه‌جایی هر دو جرم M1 و M2 و مقایسه نتایج Abaqus با نتایج متناظر حاصل از حل تحلیلی است.

در ادامه، پاسخ‌های سرعت و جابه‌جایی هر دو جرم که از شبیه‌سازی Abaqus به دست آمده‌اند، با نتایج حل تحلیلی مقایسه می‌شوند. تطابق نزدیک میان این دو روش، صحت مدل‌سازی انجام‌شده در Abaqus را تأیید می‌کند.

آنچه در این پروژه یاد خواهید گرفت

• نحوه مدل‌سازی یک سیستم دو درجه آزادی در Abaqus.
• نحوه تعریف دو جرم دارای برهم‌کنش با یکدیگر.
• نحوه تعریف فنرهای خطی و میراگرها در Abaqus.
• نحوه تعریف فنرهای غیرخطی در Abaqus.
• نحوه تعریف سرعت اولیه برای یک جرم.
• نحوه اعمال نیروی خارجی به یک جرم.
• نحوه استخراج نتایج سرعت و جابه‌جایی.
• نحوه به‌دست‌آوردن حل تحلیلی سیستم.
• نحوه مقایسه نتایج Abaqus با نتایج تحلیلی.
• نحوه اعتبارسنجی مدل Abaqus با استفاده از حل تحلیلی.

ویژگی‌های اصلی پروژه

• سیستم دینامیکی دو درجه آزادی.
• شامل دو جرم M1 و M2.
• استفاده از فنرهای غیرخطی.
• اتصال دو جرم با استفاده از فنر و میراگر.
• سرعت اولیه جرم M1 برابر با 100 m/s.
• نیروی اعمال‌شده به جرم M2 برابر با 3000 N.
• نمودارهای سرعت جرم‌های M1 و M2.
• نمودارهای جابه‌جایی جرم‌های M1 و M2.
• ارائه حل تحلیلی سیستم.
• مقایسه نتایج Abaqus با نتایج حل تحلیلی.
• اعتبارسنجی تحلیلی مدل Abaqus.