در این فصل چه یاد میگریم؟

برخورد یک پرنده چند کیلویی با موتور یا بدنه هواپیما در سرعت‌های عملیاتی، معادل برخورد یک گلوله توپ است! این پدیده یکی از بزرگترین چالش‌های ایمنی در صنایع هوانوردی است که شبیه‌سازی دقیق آن می‌تواند از فجایع انسانی جلوگیری کند. در این فصل، شما یاد می‌گیرید که چگونه این بحران را در محیط Abaqus/Explicit مدلسازی کرده و مقاومت سازه را در برابر ضربات خردکننده ارزیابی کنید.

چالش اصلی این شبیه‌سازی، رفتار «نرم» پرنده در مقابل بدنه «سخت» هواپیماست. ما در این آموزش از تکنیک‌های پیشرفته برای مدل‌سازی پرنده به عنوان یک ماده نیمه‌سیال استفاده می‌کنیم. شما با پدیده پودر شدن (Fragmentation) و متلاشی شدن المان‌ها آشنا می‌شوید تا دقیقاً ببینید انرژی برخورد چگونه در بدنه پخش شده و باعث دفرمه شدن یا شکست پوسته می‌شود. این فصل، سطح دانش شما را به استانداردهای طراحی پدافند غیرعامل و صنایع هوایی نزدیک می‌کند.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدلسازی هندسی (Modeling): طراحی پارت پرنده (به صورت ساده‌شده هندسی) و بخش حساس بدنه یا موتور هواپیما.

• تعریف مواد و معادلات حالت (EOS): آموزش تخصیص خواص متریال به پرنده با استفاده از معادلات حالت سیالات جهت شبیه‌سازی رفتار شبه‌سیال در سرعت بالا.

• استراتژی مونتاژ (Assembly): تنظیم زاویه برخورد و فاصله اولیه برای بهینه‌سازی زمان حل.

• تحلیل دینامیکی صریح (Explicit): تنظیمات گام‌های زمانی بسیار کوتاه برای ثبت دقیق موج ضربه ناشی از برخورد.

• مدیریت تماس‌های پیشرفته (General Contact): تعریف اینتراکشن بین ذرات پرنده و بدنه هواپیما با قابلیت شناسایی خودکار سطوح جدید پس از تخریب.

• شبیه‌سازی متلاشی شدن (Fragmentation): پیاده‌سازی متد حذف المان یا ذرات برای نمایش واقع‌گرایانه پودر شدن پرنده پس از برخورد.

• تکنیک‌های مش‌بندی (Meshing): انتخاب المان‌های مناسب برای بدنه و استفاده از مش‌های تطبیقی یا ذرات برای جسم برخورد کننده.

• واکاوی نتایج تخریب: بررسی عمق فرورفتگی، تنش‌های پسماند در پوسته و تحلیل انرژی جذب شده توسط سازه.

در این فصل چه یاد میگریم؟

عبور یک پرتابه از میان مایع، فراتر از یک برخورد ساده است؛ این یک پدیده هیدرودینامیکی است که در آن جبهه موج فشار، سیال را به عقب رانده و باعث متلاشی شدن آن به هزاران قطره ریز می‌شود. در این فصل، شما یاد می‌گیرید که چگونه عبور یک گلوله صلب با سرعت مافوق صوت را از درون یک بطری آب در محیط Abaqus/Explicit شبیه‌سازی کنید.

نقطه قوت این آموزش، استفاده از تکنیک ذره‌ای شدن (Atomization) است. ما به شما می‌آموزیم که چگونه المان‌های پیوسته آب را به ذرات مجزا تبدیل کنید تا الگوی حرکتی قطرات و پاشش سیال (Splashing) دقیقاً مشابه فیلم‌های تصویربرداری سریع (High-speed دوربین) باشد. این فصل برای مهندسانی که در زمینه‌های بالستیک هیدرودینامیکی و یا اثر ضربه بر مخازن مایع فعالیت می‌کنند، یک راهنمای عملی و بی‌نظیر است.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدلسازی هندسی ترکیبی: طراحی گلوله صلب (Rigid)، بدنه بطری و حجم آب داخلی.

• تعریف مواد (EOS): آموزش تخصیص معادله حالت Us-Up برای آب جهت مدل‌سازی دقیق تراکم‌پذیری سیال در سرعت بالا.

• مونتاژ و تنظیمات سرعت: جانمایی پرتابه و اعمال سرعت اولیه بحرانی برای شروع فاز نفوذ.

• تحلیل دینامیکی صریح (Explicit): تنظیمات تخصصی استپ زمانی برای ثبت وقایع در مقیاس میکروثانیه.

• مدیریت تماس‌های پیچیده: تعریف اینتراکشن بین گلوله صلب و ذرات سیال با استفاده از الگوریتم General Contact.

• تکنیک تبدیل به ذرات (SPH): پیاده‌سازی متد Smoothed Particle Hydrodynamics یا تبدیل المان به ذره جهت نمایش واقع‌گرایانه متلاشی شدن آب.

• مش‌بندی بهینه: آموزش ایجاد شبکه‌بندی مناسب برای بطری و ذرات سیال جهت جلوگیری از خطای همگرایی.

• تحلیل خروجی‌ها: بررسی میدان فشار در آب، الگوی گسترش قطرات و تغییرات سرعت گلوله در اثر مقاومت سیال.

در این فصل چه یاد میگریم؟

نرم‌افزار آباکوس محدودیتی ندارد؛ هر پدیده‌ای که در دنیای واقعی می‌بینید، در این نرم‌افزار قابل تسخیر است. شبیه‌سازی حرکت زنجیره‌ای دومینو، یکی از بهترین تمرین‌ها برای درک چگونگی انتقال انرژی و گشتاور میان ده‌ها قطعه مجزاست. در این فصل، شما یاد می‌گیرید که چگونه ریزش منظم قطعات را که با یک ضربه کوچک انگشت شروع می‌شود، به صورت کاملاً دینامیکی مدلسازی کنید.

چالش اصلی در این پروژه، تعریف صحیح خواص اصطکاکی و تماس‌های چندگانه است؛ چرا که کوچکترین خطا در تعریف اصطکاک می‌تواند باعث لغزش اشتباه یا توقف زنجیره شود. ما به شما می‌آموزیم که چگونه قطعات را به صورت صلب (Rigid) تعریف کنید تا زمان حل کاهش یابد و در عین حال، رفتار فیزیکی سقوط کاملاً واقعی باقی بماند. این فصل، مهارت شما را در تحلیل مکانیزم‌های پیچیده و سیستم‌های دارای قطعات زیاد به شدت تقویت می‌کند.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدلسازی هندسی بهینه: طراحی قطعات دومینو و چیدمان دقیق آن‌ها با فواصل استاندارد.

• تعریف مواد و ویژگی‌های فیزیکی: اختصاص جرم، مرکز ثقل و خواص اینرسی به قطعات جهت شبیه‌سازی دقیق وزن و شتاب.

• استراتژی مونتاژ (Patterning): آموزش استفاده از ابزارهای تکثیر برای ایجاد زنجیره‌های طولانی دومینو با دقت بالا.

• پیکربندی تحلیل Explicit: تنظیمات حل‌گر صریح برای مدیریت برخوردها و جابه‌جایی‌های بزرگ در زمان کوتاه.

• مهندسی تماس (Contact Interaction): تعریف اصطکاک سطحی (Friction) و خواص برخورد میان قطعات و زمین برای جلوگیری از تداخل هندسی.

• اعمال بار ضربه‌ای (Initial Impulse): شبیه‌سازی ضربه اولیه انگشت با استفاده از شرایط اولیه سرعت یا نیرو در ماژول Load.

• مش‌بندی قطعات صلب: آموزش مش‌بندی المان‌های صلب و تعیین نقاط مرجع (Reference Points) برای کنترل حرکت.

• تحلیل نتایج و انیمیشن‌سازی: بررسی سرعت انتقال موج ریزش، بررسی پایداری قطعات و استخراج ویدیوهای خروجی با کیفیت بالا.

در این فصل چه یاد میگریم؟

نرم‌افزار آباکوس محدودیتی ندارد؛ هر پدیده‌ای که در دنیای واقعی می‌بینید، در این نرم‌افزار قابل تسخیر است. شبیه‌سازی حرکت زنجیره‌ای دومینو، یکی از بهترین تمرین‌ها برای درک چگونگی انتقال انرژی و گشتاور میان ده‌ها قطعه مجزاست. در این فصل، شما یاد می‌گیرید که چگونه ریزش منظم قطعات را که با یک ضربه کوچک انگشت شروع می‌شود، به صورت کاملاً دینامیکی مدلسازی کنید.

چالش اصلی در این پروژه، تعریف صحیح خواص اصطکاکی و تماس‌های چندگانه است؛ چرا که کوچکترین خطا در تعریف اصطکاک می‌تواند باعث لغزش اشتباه یا توقف زنجیره شود. ما به شما می‌آموزیم که چگونه قطعات را به صورت صلب (Rigid) تعریف کنید تا زمان حل کاهش یابد و در عین حال، رفتار فیزیکی سقوط کاملاً واقعی باقی بماند. این فصل، مهارت شما را در تحلیل مکانیزم‌های پیچیده و سیستم‌های دارای قطعات زیاد به شدت تقویت می‌کند.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدلسازی هندسی (Modeling): ایجاد پارت تیر با ابعاد دقیق و در نظر گرفتن نسبت‌های هندسی استاندارد.

• تعریف خواص الاستیک: تخصیص ضریب الاستیسیته و ضریب پواسون جهت تحلیل رفتار خطی ماده.

• مونتاژ و موقعیت‌دهی: جای‌گذاری سازه در محیط اسمبلی و آماده‌سازی برای اعمال قیود تکیه‌گاهی.

• تنظیمات تحلیل استاتیکی (Static General): پیکربندی گام‌های حل برای دستیابی به دقیق‌ترین پاسخ تغییر شکل.

• تکنیک بارگذاری گسترده (Traction): آموزش اعمال بار به صورت فشار سطحی و کشش جهت توزیع یکنواخت نیرو روی وجه تیر.

• تعریف شرایط مرزی (BCs): اعمال قیود تکیه‌گاهی (گیردار یا ساده) برای شبیه‌سازی دقیق شرایط استقرار تیر.

• مش‌بندی بهینه (Meshing): انتخاب المان‌های مرتبه بالا (Quadratic) برای محاسبه دقیق جابه‌جایی‌ها و تنش‌های خمشی.

• واکاوی نتایج (Results): استخراج کانتورهای جابه‌جایی (U)، اندازه‌گیری دقیق خیز و مقایسه آن با تئوری‌های کلاسیک مقاومت مصالح.

در این فصل چه یاد میگریم؟

آیا تا به حال سعی کرده‌اید رفتار پیش‌بینی‌ناپذیر یک فنر را هنگام رها شدن شبیه‌سازی کنید؟ فنرها به دلیل ذخیره انرژی پتانسیل و هندسه خاص خود، رفتار دینامیکی پیچیده‌ای دارند که مدلسازی آن‌ها در آباکوس نیازمند دانش فنی و تکنیک‌های خاص است. در این فصل، شما یاد می‌گیرید که چگونه سقوط آزاد یک فنر و برخورد آن با سطح زمین را در محیط Abaqus/Explicit به تصویر بکشید.

ما در این آموزش، نحوه مدیریت تماس‌های پیچیده بین حلقه‌های فنر و سطح زمین صلب را به شما می‌آموزیم. نکته کلیدی این فصل، بررسی الگوی حرکتی و نوسانات فنر پس از برخورد است؛ پدیده‌ای که در طراحی سیستم‌های تعلیق و ضربه‌گیرها حیاتی است. اگر می‌خواهید تسلط خود را در تحلیل‌های گذرا و مدیریت هندسه‌های پیچشی به رخ بکشید، این فصل مخصوص شماست.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدل‌سازی هندسی (Modeling): آموزش تکنیک‌های ایجاد پارت فنر به صورت سه‌بعدی و دقیق در محیط Part.

• تعریف مواد الاستیک: اختصاص خواص مکانیکی ماده جهت مدلسازی رفتار بازگشتی و ارتعاشی فنر.

• مونتاژ و موقعیت‌دهی: قرار دادن فنر در ارتفاع مشخص نسبت به سطح زمین (صلب).

• پیکربندی تحلیل دینامیکی (Explicit): تنظیمات حل‌گر صریح برای ثبت دقیق لحظه برخورد و نوسانات سریع پس از آن.

• مدیریت تماس (Contact Interaction): تعریف تماس بین فنر و زمین و همچنین تماس حلقه‌های فنر با یکدیگر (Self-Contact).

• تعریف شرایط مرزی و بارگذاری: اعمال شتاب گرانش (Gravity) و محدود کردن حرکت‌های ناخواسته در محیط Rigid.

• مش‌بندی بهینه هندسه پیچشی: انتخاب المان‌های مناسب که توانایی نمایش تغییر شکل‌های بزرگ حلقه‌های فنر را داشته باشند.

• تحلیل نتایج و استخراج انیمیشن: بررسی انتقال موج در طول فنر، تحلیل تغییرات انرژی و مشاهده الگوی حرکتی پس از ضربه.

در این فصل چه یاد میگریم؟

در دنیای شبیه‌سازی، المان‌های لاگرانژی (Lagrangian) برای اجسام جامد فوق‌العاده هستند، اما وقتی صحبت از جریانات سیال یا تغییر شکل‌های فوق‌العاده زیاد (مانند انفجار یا نفوذ شدید) می‌شود، این مش‌بندی‌ها دچار اعوجاج و شکست می‌شوند. اینجاست که المان‌های اویلری (Eulerian) وارد بازی می‌شوند. در این فصل، شما هنر ترکیب این دو دنیا را فرا می‌گیرید.

ما به شما می‌آموزیم که چگونه از محیط اویلری برای تعریف فضایی استفاده کنید که ماده می‌تواند آزادانه در آن حرکت کند، حتی اگر بخشی از آن فضا در ابتدا خالی باشد. نکته طلایی این آموزش، تسلط بر کسر حجمی (Volume Fraction) است؛ تکنیکی که با آن به نرم‌افزار می‌فهمانید در لحظه شروع، چه مقدار از شبکه اویلری با آب پر شده است. این فصل، تخصص شما را در تحلیل‌های مولتی‌فیزیک به سطح حرفه‌ای (Expert) می‌رساند.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدلسازی هندسی دوگانه: ایجاد پارت‌های جامد در محیط لاگرانژی و قلمرو سیال در محیط اویلری.

• تعریف مواد مولتی‌فیزیک: اختصاص خواص الاستیک-پلاستیک به جامد و معادله حالت (EOS) به بخش اویلری.

• استراتژی مونتاژ (Assembly): جانمایی دقیق جسم جامد درون شبکه اویلری برای برقراری تماس صحیح.

• تنظیمات تحلیل Explicit: پیکربندی حل‌گر صریح برای مدیریت اندرکنش پیچیده میان دو نوع مش مختلف.

• مدیریت تماس (Interaction): تعریف تماس‌های تخصصی که اجازه می‌دهد ماده اویلری بر روی سطوح لاگرانژی جریان یابد.

• شرط اولیه کسر حجمی (Predefined Fields): آموزش استفاده از ابزار Volume Fraction Tool برای تعیین سطح اولیه سیال و مرزهای ماده.

• مش‌بندی شبکه‌ای اویلری: ایجاد شبکه منظم و ثابت اویلری که ماده در آن حرکت می‌کند بدون اینکه مش دفرمه شود.

• تحلیل خروجی‌های ترکیبی: مشاهده نحوه تغییر شکل همزمان جامد و جابه‌جایی سیال، و بررسی کانتورهای کسر حجمی ماده.

در این فصل چه یاد میگریم؟

آیا می‌دانستید مواد لاستیکی و کائوچویی از قوانین متداول الاستیسیته پیروی نمی‌کنند؟ در دنیای هایپرالاستیک‌ها، رابطه تنش و کرنش خطی نیست و ماده می‌تواند بدون تغییر شکل ماندگار، جابه‌جایی‌های عظیمی را تجربه کند. در این فصل، شما یاد می‌گیرید که چگونه مدل‌های پیچیده‌ای مانند Neo-Hookean یا Mooney-Rivlin را در آباکوس پیاده‌سازی کرده و رفتار واقعی الاستومرها را شبیه‌سازی کنید.

در این پروژه، ما برخورد یک گلوله با یک صفحه هایپرالاستیک را به صورت سطح به سطح (Surface-to-Surface) مدلسازی می‌کنیم. شما خواهید دید که چگونه این ماده انرژی برخورد را جذب کرده و دوباره به حالت اولیه باز می‌گردد. تسلط بر این فصل برای مهندسانی که در زمینه طراحی قطعات خودرو، تجهیزات پزشکی و واشرهای صنعتی فعالیت می‌کنند، یک ضرورت انکارناپذیر است تا بتوانند پدیده «چروکیدگی» و «تغییر شکل‌های بزرگ» را به درستی پیش‌بینی کنند.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدل‌سازی هندسی اجسام: ایجاد پارت گلوله (به عنوان جسم نفوذکننده) و صفحه لاستیکی ضخیم.

• مهندسی مواد هایپرالاستیک: آشنایی با تئوری‌های دانسیته انرژی کرنشی و انتخاب مدل مناسب (مانند مارلو، مونی-ریولین یا نئوهوکن) در آباکوس.

• مونتاژ و تنظیمات برخورد: جانمایی دقیق قطعات جهت تعریف یک تعامل تماسی پایدار.

• تنظیمات تحلیل استاتیکی غیرخطی (NLGEOM): آموزش فعال‌سازی گزینه‌ی تغییر شکل‌های بزرگ جهت لحاظ کردن اثرات هندسی در حل مساله.

• مدیریت تماس صفحه به صفحه: تعریف اینتراکشن‌های تماسی پیشرفته جهت جلوگیری از تداخل المان‌ها در حین فشرده‌سازی شدید.

• تعریف شرایط مرزی و بارگذاری: اعمال جابه‌جایی کنترل شده به گلوله برای نفوذ در لایه‌های هایپرالاستیک.

• تکنیک مش‌بندی هیبریدی (Hybrid Elements): آموزش استفاده از المان‌های نوع Hybrid که مخصوص مواد تقریبا تراکم‌ناپذیر مانند لاستیک هستند.

• تحلیل نتایج و استخراج دیاگرام‌ها: مشاهده توزیع تنش در حالت دفرمه، بررسی انرژی پتانسیل ذخیره شده و تحلیل مسیر بازگشت ماده.

در این فصل چه یاد میگریم؟

آیا می‌توان رفتار متلاطم یک مایع را با همان المان‌هایی شبیه‌سازی کرد که برای فولاد استفاده می‌کنیم؟ بله! در این فصل، شما یاد می‌گیرید که چگونه با استفاده از رویکرد لاگرانژی (Lagrangian)، مرزهای سیال را به دقت دنبال کنید. در این متد، مش‌بندی شما دقیقاً همراه با جابه‌جایی مایع حرکت می‌کند، که این امر اجازه می‌دهد تا تعامل دقیق‌تری میان فشار سیال و دیواره‌های سازه برقرار شود.

ما در این آموزش، از حل‌گر قدرتمند Abaqus/Explicit برای ثبت وقایع سریع دینامیکی استفاده می‌کنیم. شما خواهید آموخت که چگونه با تعریف صحیح معادلات حالت، به المان‌های جامد خواصی ببخشید که همانند یک سیال واقعی عمل کنند. این فصل برای مهندسانی که در زمینه طراحی مخازن تحت فشار، تانکرها و سیستم‌های هیدرولیکی فعالیت می‌کنند، یک راهنمای عملی برای تحلیل اثرات ضربه و تلاطم (Sloshing) است.

آنچه در این فصل پوشش داده می شود:

• مدل‌سازی هندسی (Modeling): ایجاد هندسه دقیق ظرف و حجم محصور سیال به صورت پارت‌های مجزا.

• تعریف مواد سیال‌گونه: آموزش استفاده از معادله حالت (EOS) برای شبیه‌سازی تراکم‌پذیری و رفتار جریانی مایع در قالب المان‌های لاگرانژی.

• مونتاژ و انطباق مرزی: جانمایی دقیق سیال درون سازه جهت برقراری تماس اولیه بدون تداخل هندسی.

• تنظیمات تحلیل دینامیکی صریح: پیکربندی استپ Explicit برای مدیریت تغییر شکل‌های بزرگ و نرخ کرنش بالای سیال.

• مدیریت تماس‌های لغزنده: تعریف اینتراکشن‌های تماسی بدون اصطکاک (Frictionless) بین سیال و پوسته جهت شبیه‌سازی جریان روان.

• تعریف شرایط مرزی و گرانش: اعمال نیروی وزن (Gravity) و قیود حرکتی مخزن برای مشاهده رفتار واقعی سیال.

• تکنیک مش‌بندی سازگار: انتخاب المان‌های مناسب که در برابر دفرمه شدن شدید سیال مقاومت عددی بالایی داشته باشند.

• تحلیل نتایج دینامیکی: مشاهده کانتورهای فشار هیدرودینامیکی، تحلیل تغییرات سطح سیال و بررسی نیروهای وارد بر دیواره مخزن.