ماژول ژئو مکانیک مکانیک خاک COMSOL- Geomechanics

در ادامه آموزش های سایت همیارپروژه نرم افزار کامسول ارائه خواهد شد .آموزشها از مقدماتی تا پیشرفته ادامه دارد و ما به شما کدنویسی در نرم افزار کامسول را یاد خواهیم داد. با ما همراه باشید.

مدل سازی رفتار مکانیکی غیرخطی در خاک ، بتن و سنگ در کامسول

تجزیه و تحلیل تونل ها ، حفاری ها ، پایداری شیب ، و سازه های نگهدارنده نیاز به مدل های غیرخطی مناسب برای کاربردهای ژئوتکنیکی دارد .ماژول ژئومکانیک در ماژول مکانیک سازه است که شامل مدلهای داخلی برای مدل سازی تغییر شکل ، انعطاف پذیری ، خزش و خرابی در خاک ، بتن و سنگ می باشد . این ماژول همچنین شامل مدلهای استاندارد مواد غیرخطی برای توصیف انعطاف پذیری فلز از طریق معیارهای فون میزس و ترسکا است . علاوه بر مدلهای داخلی ، می توانید توابع عملکرد تعریف شده توسط خود را وارد کرده و عبارات ریاضی شخصی را از متغیرهای زمینه ، تنش ، متغیرهای کرنش و مقادیر مشتق شده با استفاده از مدل سازی مبتنی بر معادله وارد کنید . همچنین می توانید
خصوصیات ماده ای را که وابسته به متغیر دیگر است ، مانند یک میدان دما محاسبه شده یا فشار آب تعریف کنید . برای شبیه سازی بهتر و اعمال اثرات مختلف ، پیشنهاد می شود که ماژول ژئومکانیک را با دیگر ماژول های موجود ، متصل کنید . به عنوان مثال ، شما می توانید جریان در محیط متخلخل ، y poroelasticit ، انتقال املاح و انتقال گرما را با ماژول جریان زیرسطحی مدل کنید

مدل های مواد موجود در ماژول ژئومکانیک

انعطاف پذیری خاک
Soil Plasticity
مهر کولمب
Mohr–Coulomb
زاویه اتساع(کش آمدن)
Dilation angle
دراکر پراگر
Drucker–Prager
درپوش بیضو ی
Elliptic cap
قطع تنش
Tension cutoff
ماتسووکا ناکی
Matsuoka–Nakai
لید دانکن
Lade–Duncan
خاک الاستوپلاستیک
Elastoplastic Soil
Cam–Clay اصلاح شده
Modified Cam–Clay
Cam–Clay ساختاری اصلاح شده
Modified structured Cam–Clay
بارسلونا تعمیم داده شده
Extended Barcelona basic
خاک سخت شده

Hardening soil

بتن
Concrete
Ottosen
Ottosen
BRESLER-Pister
Bresler–Pister
ویلیام وارکه
William–Warnke
تنش قطع
Tension cutoff
سنگ
Rock
Hoek–Brown
Original Hoek–Brown
تعمیم داده شده Hoek–Brown
Generalized Hoek–Brown
تنش قطع
Tension cutoff
پلاستیک
Plasticity
میزس
Von Mises
ترسکا
Tresca
تغییر شکل
Creep
حجمی
Volumetric
Deviatoric
Deviatoric
پتانسیل
Potential
تعریف شده توسط کاربر
User defined
آسیب
Damage
معیار کرنش معادل
Equivalent strain criterion
رنکین
Rankine
رنکین هموار شده
Smooth Rankine
نرمال تانسور کرنش الاستیک
Norm of elastic strain tensor
تعریف شده توسط کاربر
User defined
نظم زدایی
Regularization
تجمع ترک
Crack band
شیب ضمنی
Implicit gradient
کشش غیرخطی
Nonlinear Elasticity
رامبرگ اسگود
Ramberg–Osgood
قانون هایپربولی ک
Hyperbolic Law
هاردین درویویچ
Hardin–Drnevich
دانکن چانگ
Duncan–Chang
دانکن سلیگ
Duncan–Selig
تعریف شده توسط کاربر
User defined

ماژول خستگی (عمر قطعات)  Fatigue

تجزیه و تحلیل خستگی برای بسیاری از ساختارها و کاربردهای مختلف

هنگامی که سازه ها در معرض بارگیری و تخلیه مکرر قرار دارند، به دلیل خستگی می توانند در بارهای زیر حد استاتیک، شکست بخورند . تجزیه و تحلیل مربوط به خستگی را می توان در محیط COMSOL Multiphysics با استفاده از ماژول خستگی ، موجود در ماژول مکانیک ساختاری ، که شامل مجموعه ای از مدل های خستگی است ، انجام داد .کاربرد هر مدل به عواملی مانند مواد و نوع بارگذاری بستگی دارد. چرخه خستگی را می توان در بدنه ای جامد ، صفحات ، پوسته ها ، چند لایه ها ، برنامه های مربوط به استرس حرارتی و تغییر شکل و حتی در دستگاه های پیزوالکتریک شبیه سازی کرد . به منظور بهبود راندمان محاسباتی در هنگام مواجهه با خستگی ناشی از سطح , و یا زیر سطح ، ارزیابی خستگی را می توان در منطقه ها ، مرزها ، خطوط و در نقاط انجام داد .

تجسم محاسبات خستگی در کامسول

ماژول خستگی تعداد چرخه ها تا زمان شکست و همچنین ضریب خستگی را محاسبه می کند . در شبیه سازی آسیب تجمعی ، توزیع تنش بار تصادفی می تواند همراه با ضریب استفاده نسبی نشان داده بیان شود . توزیع تنش به عنوان تابعی از تنش متغیر و تنش میانگین ارائه شده است.

تجزیه و تحلیل آسیب انباشت در کامسول

بارهای تصادفی انواع تنش ها با بزرگی متفاوت به یک ساختار وارد می شود . در ماژول خستگی ، تجزیه و تحلیل آسیب انباشت نه تنها روند کلی تاریخچه تنش را مشخص می کند ، بلکه آسیب انباشته شده از هر یک از آنها را نیز محاسبه می کند . تاریخچه تنش را می توان از طریق تنش اصلی یا تنش فون میزس ، با علامتی که توسط تنش اصلی یا هیدرواستاتیک تعیین می شود ، ارزیابی کرد . سپس تاریخچه بار را با الگوریتم شمارش Rainflow پردازش نمود و با استفاده از قانون آسیب خطی Palmgren-Miner محاسبه می
کرد . ت أثیر مقدار R از طریق منحنی محدود کننده SN درج شده است . وقتی تعداد بار وارده در یک تحلیل بار تصادفی زیاد باشد ، شبیه سازی چرخه بار ، زمان بر است . در صورت عدم وجود اثرات غیرخطی در شبیه سازی ، این قضیه می تواند تا حد زیادی کاهش یابد . در این حالت ، می توان چرخه تنش را با کمک superposition تعیین کرد ، که در تجزیه و تحلیل آسیب انباشته قابل استفاده است . استفاده از این تکنیک نه تنها باعث صرفه جویی در زمان محاسباتی می شود بلکه اندازه مدل مورد نیاز برای ذخیره خستگی را نیز تا حد زیادی کاهش می دهد.

خستگی حرارتی در کامسول

گسترش مواد یا انقباضات ناشی از تغییر دما ، غلظت تنش و تجمع کرنش را ایجاد می کند که می تواند منجر به شکست شود . ماژول خستگی تعدادی ابزار را برای حل این مسئله از طریق مدل سازی خستگی حرارتی فراهم می کند . چرخه بار حرارتی را می توان با استفاده از تنش حرارتی و رابط های فیزیکی گسترش گرما و گرمایش ژول شبیه سازی کرد . شکست ناشی از خستگی حرارتی را می توان با استفاده از چندین مدل خستگی ارزیابی کرد . برای مواد غیرخطی ، شامل مدل Coffin-Manson و روابط مبتنی بر انرژیMorrow و Darveaux است . علاوه بر گزینه های موجود برای تغییر شکل های غیراستاتیک یا انرژی های تلف شده ، مدل های ارزیابی خستگی می تواند توسط کاربر اصلاح شود تا فشار و یا بیان انرژی را هنگام محاسبه خستگی ارزیابی کند .

خستگی ارتعاشی در کامسول

خستگی ارتعاشی یک روش ارزیابی مبتنی بر تجزیه و تحلیل دامنه فرکانس است و نتایج را برای تعدادی از فرکانس ها در دسترس بررسی می کند . این روش برای پیش بینی نتایج حاصل از یک نوع متداول از آزمایش استفاده می شود که یک ساختار با افزایش فرکانس در معرض براشفتگی قرار می گیرد ، که گاهی اوقات آنالیز سینوس می نامند . تنظیمات زیر برای تحلیل خستگی لرزش در دسترس است :
• زمان مشخصی هر فرکانس
• تعداد مشخصی از چرخه ها در هر فرکانس
• افزایش خطی فرکانس
• افزایش لگاریتمی فرکانس

در اینجا آشنایی با نرم افزار کامسول بخش هفدهم به اتمام رسیده است و در آموزش های بعدی به مباحث دیگر آموزش کامسول می پردازیم. همچنین از شما مخاطبین عزیز سایت همیارپروژه دعوت می کنم که برای انجام پروژه کامسول خود آموزش های ما را دنبال نمایید.

نویسنده : زهرا رستمی

جهت سفارش پروژه به لینک زیر مراجعه نمایید :

سفارش پروژه

همچنین می توانید برای ارتباط سریعتر با شماره و آیدی تلگرام زیر تماس حاصل کنید :
۰۹۱۲۹۵۴۰۱۲۲ – آیدی تلگرام : @fnalk

از طریق کلیک برروی آیکن های زیر میتوانید پروژه خود را در تلگرام و یا واتساپ برای ما ارسال کنید:

ثبت سفارش در واتس آپ ثبت سفارش در تلگرام