آموزش آباکوس ABAQUS, مطالب آموزشی, مهندسی مکانیک
تحلیل ستون در برابر زلزله در آباکوس Abaqus
مه
در سال‌های اخیر، تحلیل سازه در آباکوس به یکی از روش‌های اصلی برای ارزیابی رفتار اجزای سازه‌ای تحت بارهای مختلف تبدیل شده است. در این میان، تحلیل ستون بتنی در برابر زلزله در آباکوس جایگاه ویژه‌ای دارد؛ چرا که ستون‌های بتنی به عنوان عناصر کلیدی در انتقال بار، نقش حیاتی در پایداری ساختمان‌ها در برابر نیروهای لرزه‌ای ایفا می‌کنند. بررسی عملکرد ستون بتنی در زلزله می‌تواند به شناسایی آسیب‌پذیری‌ها و طراحی روش‌های مقاوم‌سازی کمک کند.
در این پروژه با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS، به تحلیل ستون بتنی تحت بارگذاری زلزله پرداخته شده است. هدف اصلی، بررسی رفتار غیرخطی ستون و همچنین ارزیابی اثر مقاوم‌سازی با ژاکت فولادی بر بهبود عملکرد لرزه‌ای آن است. این شبیه‌سازی، نمونه‌ای عملی از تحلیل زلزله در آباکوس بوده که نتایج کاربردی و قابل استنادی ارائه می‌دهد.
مشخصات پروژه تحلیل ستون در زلزله
عنوان کامل پروژه : تجزيه و تحليل المان محدود و مقاوم سازي ستون هاي بتن مسلح موجود در مدارس عراق با استفاده از CFRP به عنوان تكنيك محدود كننده
نرم افزار : آباکوس ورژن ۲۰۲۲
مقاله استفاده شده در پروژه : پروژه تحلیل ستون یتونی در برابر زلزله در نرم افزار آباکوس با توجه به مقاله انجام شده است.
در این پروژه، یک ستون بتن مسلح به‌عنوان نمونه‌ای از اجزای سازه‌ای حیاتی تحت بارگذاری لرزه‌ای مورد تحلیل قرار گرفته است. هدف از این مدلسازی، بررسی دقیق رفتار مکانیکی ستون در شرایط زلزله و ارزیابی اثربخشی مقاوم‌سازی با استفاده از ژاکت فلزی میباشد.
نوع بارگذاری در این تحلیل، زلزله‌ای دینامیکی است که به‌صورت یک شتاب‌نگاشت واقعی به مدل وارد شده است تا شرایط لرزه‌ای را به‌طور دقیق شبیه‌سازی کند. این پروژه در بستر نرم‌افزار ABAQUS انجام شده و نمونه‌ای عملی از تحلیل زلزله در آباکوس محسوب می‌شود که می‌تواند به‌عنوان الگویی کاربردی برای بررسی ستون در زلزله و مقاوم‌سازی آن به کار رود.
مطالعات زيادي در مورد استفاده از پليمر تقويت شده با فيبر كربن (CFRP (براي تقويت اعضاي بتني مانند ستون ها، تيرها و دال ها وجود دارد. كارايي اين تكنيك هاي مقاوم سازي با افزايش خواص مكانيكي سازه هاي بتني ثابت شده است. بنابراين، CFRP براي تقويت و تعمير سازه هاي بتني موجود در عراق استفاده شده است. به عنوان مثال، در شهر موصل، سيستم تقويت و ترميم اعضاي بتني مانند تيرها، ستونها و دالها با استفاده از تكنيك Mounted Surface Near يا Confinement انجام ميشود.
بررسي حاضر تحقيق برروري يك ستون ونتايج ان ميباشد كه به صورت تمام پوشش مورد استفاده قرار گرفته است .
نرم افزارمورد استفاده اباكوس ورژن ۲۰۲۲ بوده و برروي دو مدل ساده وستون با پوشش مدلسازي انجام گرفته است .
مشاهده پروژه های آماده آباکوس
در این بخش میتوانید مجموعه‌ای از پروژه های آماده آباکوس را مشاهده و دانلود کنید. این پروژه‌ها شامل شبیه‌سازی‌های حرفه‌ای در زمینه‌های مختلف مهندسی عمران، مکانیک، زلزله، مواد و سازه‌های پیشرفته است که با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS انجام شده‌اند. تمامی پروژه‌ها شامل فایل‌های CAE، INP، نمودارهای خروجی و در بسیاری موارد گزارش کامل تحلیلی می‌باشند. در صورتی که پروژه مدنظر خود را در سایت پیدا نکردید میتوانید مشخصات پروژه آماده خود را برای ما ارسال کنید تا با توجه به آن پروژه آماده به شما پیشنهاد شود.
پروژه آماده
پروژه آماده
پروژه آماده
پروژه آماده
پروژه آماده
پروژه آماده
پروژه آماده
پروژه آماده 
مراحل مدلسازی ستون بتنی و تحلیل آن در برابر زلزله در ABAQUS
پروژه حاضر که با هدف تحلیل ستون بتنی در برابر زلزله در آباکوس انجام شده، شامل مراحل دقیق مدلسازی و تحلیل در نرم‌افزار ABAQUS است که در ادامه به بخش عملی آن هم میپردازیم. مراحل مدلسازی و تحلیل ستون در برابر زلزله به این تزتیب است :
- مدلسازی هندسی ستون و ژاکت فلزی طبق مقاله پروژه
هندسه‌ی یک ستون بتن مسلح به همراه ژاکت فلزی تقویتی به‌صورت سه‌بعدی در محیط Part نرم‌افزار ABAQUS طراحی شده است. ژاکت فولادی به‌صورت چهار ورق اطراف ستون قرار گرفته و کاملاً ستون را در بر گرفته است تا مقاومت خمشی و برشی آن افزایش یابد. - مشخصات مصالح
در تعریف خواص مصالح از مدل‌های غیرخطی استفاده شده است. بتن با مدل Concrete Damaged Plasticity تعریف شد. میلگردها به‌صورت Embedded تعریف شدند و رفتار الاستوپلاستیک برای فولاد آنها در نظر گرفته شد. فولاد ژاکت نیز با خواص فولاد ساختمانی (مدول یانگ، تنش تسلیم و کرنش شکست) تعریف گردید. - شرایط مرزی و بارگذاری زلزله‌ای
پایین‌ترین سطح ستون دارای شرط مرزی گیردار کامل بوده و از بالا، بارگذاری دینامیکی به‌صورت یک شتاب زلزله واقعی به مدل اعمال شده است. این بارگذاری، شرایط واقعی ستون در زلزله را شبیه‌سازی می‌کند. - مش‌بندی و انتخاب المان‌ها
برای مش‌بندی از المان‌های حجمی (۳D solid elements) استفاده شده و تراکم مش در ناحیه تماس ژاکت و بتن افزایش یافته تا نتایج دقیق‌تری حاصل شود. الگوریتم Explicit برای تحلیل دینامیکی مورد استفاده قرار گرفته است. - تعریف تماس بین اجزا
تماس بین بتن و ژاکت فولادی با روش surface-to-surface contact همراه با خواص تماس اصطکاکی تعریف شده است. همچنین بین میلگرد و بتن نیز از شرط embedded region استفاده شده است. - تحلیل و مشاهده نتایج
پس از اجرای تحلیل، نتایجی مانند نمودار نیرو-جابجایی، تنش و کرنش در ستون و ژاکت، و تغییر شکل کلی مدل استخراج شده است. مقایسه‌ی عملکرد ستون قبل و بعد از مقاوم‌سازی نشان‌دهنده افزایش قابل توجه مقاومت و کاهش تغییر شکل‌ها در برابر زلزله میباشد.
گزارش کار انجام تحلیل بر روی ستون بتونی در نرم افزار آباکوس
مطالعات زیادی درباره استفاده از پلیمر تقویت‌شده با الیاف کربن (CFRP) برای مقاوم‌سازی اعضای بتنی مانند ستون، تیر و دال انجام شده است و کارایی این روش در بهبود خواص مکانیکی سازه‌ها اثبات شده است. در عراق، به‌ویژه شهر موصل، از این روش برای تقویت سازه‌های بتنی موجود استفاده شده است. در این تحقیق، یک ستون بتنی به‌صورت کامل با CFRP پوشش داده شده و رفتار آن مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی با نرم‌افزار ABAQUS نسخه ۲۰۲۲ و بر روی دو مدل (یکی ساده و دیگری با پوشش CFRP) انجام شده است.
۱- مدلسازی ستون برای تحلیل زلزله
مدلسازي اين پروژه ابتدا برروي يك ستون با مشخصات مقاله بيس انجام ميپذير وسپس يك نمونه ستون مربعي نيزبه سيستم اضافه گرديده است :
– ماژول پارت :
ماژول اسمبلی و ماژول load پروژه برای تحلیل ستون بتنی در برابر زلزله به این ترتیب است :
۲- ماژول مش بندی – مش بندی برای ستون مورد تحلیل در برابر زلزله
از تخصصی ترین مراحل سیستم های اجزا محدود نوع مش بندی و انتخاب صحیح آن میباشد :
ماژول جاب
نوع تحليل در اين المان به صورت استاتيكي بوده و نتيجه حاصل از ان مطابق مقاله بررسي ميگردد:
صحت سنجی و بررسی نتایج حاصل از مدلسازی و تحلیل ستون بتنی در برابر زلزله در آباکوس (طبق مقاله بیس)
استفاده از FRP در تقویت سازه‌های بتنی : در قرن گذشته، به‌ویژه بیش از ۴۰ سال پیش، پلیمر تقویت‌شده با الیاف (FRP) برای تقویت و یا تعمیر زیرساخت‌هایی مانند پل‌ها مورد استفاده قرار گرفت. دلیل اصلی این انتخاب، ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد FRP است؛ از جمله وزن سبک، مقاومت کششی بسیار بالا، دوام زیاد، مقاومت در برابر خوردگی، خستگی و حملات شیمیایی. به‌طور کلی، مقاومت کششی FRP حدود ۶ برابر بیشتر از میلگردهای فولادی است.
در سال‌های اخیر، استفاده از FRP برای تقویت و تعمیر پل‌های فولادی در سراسر جهان توسعه یافته است. در اواسط دهه ۱۹۸۰ نیز، استفاده از ورقهای کربنی CFRP برای پیچیدن کامل یا نیمه ستونها رایج شد. این روش در ژاپن برای مقاوم‌سازی و تعمیر سازه‌های بتنی و فولادی پذیرفته شد.
این مقاله به بررسی ویژگی‌های مقاوم‌سازی ستونها و دال‌های بتنی با استفاده از ورقهای CFRP و تکنیک Mounted Surface Near در کشور عراق می‌پردازد. مطالعات مختلفی بر روی روش‌های متنوع تقویت اعضای بتنی، از جمله بسته‌بندی ستون‌های بتن مسلح (RC) با CFRP انجام شده است.
نتایج این مطالعات نشان می‌دهد که استفاده از پوشش CFRP در مقاطع توخالی باعث افزایش بار نهایی و شکل‌پذیری ستونها می‌شود. برخی محققان نیز با مدلسازی ستون‌های مربعی RC و اعمال پوشش CFRP، بهبود عملکرد برشی آنها را اثبات کرده‌اند. البته طرح شکست کاملاً تغییر نکرده و تنها شکل کمانش بعد از بارگذاری تغییر یافته است.
نکته مهم و کاربردی در رابطه با تقویت سازه بتنی
اهمیت این تحقیق در اجرای عملی تکنیک مقاوم‌سازی با FRP در یک ساختمان آموزشی در عراق است. به‌دلیل زنگ‌زدگی شدید برخی ستون‌های بتنی، ساختمان در معرض خطر ریزش قرار داشت. ابتدا، یک تحلیل عددی با روش اجزای محدود (FEA) برای شبیه‌سازی تقویت انجام شد. سپس در اجرای عملی، از دو لایه FRP برای مقاوم‌سازی ستونها استفاده گردید.
نتایج مشاهده‌شده پس از گذشت بیش از ۵ سال از اجرای پروژه، هیچگونه آسیب یا افت عملکردی را نشان نداده‌اند که موفقیت‌آمیز بودن فرآیند را اثبات می‌کند. قابل ذکر است که هزینه مقاوم‌سازی هر ستون تنها حدود ۲۰۰۰ دلار بوده، در حالی که بازسازی کامل سازه بیش از ۳۰,۰۰۰ دلار هزینه در بر داشت.
شاید برای شما مفید باشد :
آموزش درون‌ریزی (Import) فایل‌های CAD به آباکوس (Abaqus)
۲ ديتيل هاي مصوب جديد جهاني و نشريات معتبر جهت frpها :
۳ بررسي نرم افزاري :
كار آزمايشي شامل چهار ستون RC مستطيلي با سطح مقطع كامل حدود ۰٫۶ متر در ۰٫۴ متر و ارتفاع ۵ متر است. اين ستونها در ورقهاي CFRP طبق سيستم Hand up-lay، يك سيستم معمولي بسته بندي پيچيده شدند. همين تكنيك در سال ۲۰۱۷ در شهر موصل عراق نيز مورد استفاده قرار گرفته. پيوند بين صفحات FRP در اطراف ستونهاي RC اضافه شد.
بنابراين در اين تحقيق از رويه جديد تري مطابق با نشريه ۳۴۵و۴۴۰aci براي تقويت ستونهاي RC ساختمانهاي مدارس استفاده شده است. روش لايهآپ مرطوب براي بستهبندي CFRP چهار ستون مستطيلي ساده از هر سيمان استفاده شد. اولين مرحله تميز كردن صفحه ستون ها براي حذف بتن آسيب ديده و گرد و غبار ميباشد .
A) نرم افزار ABAQUS (براي تحليل ستون هاي RC شبيه سازي عددي تقويت شده با سيستم هاي FRP به عنوان يك عنصر محدود سه بعدي استفاده شد. مدل FEA ستونهاي RC تقويت شده، رفتار آنها را در مقايسه با ستون كنترل غير تقويت شده بهبود بخشيد. بتن، ميلگرد فولادي و محفظه CFRP همانطور كه در شكل ۵ نشان داده شده است ترسيم شده است. سه نوع ماده براي ساخت مدلي براي ستون هاي بتني محدود شده توسط CFRP استفاده مي شود و اين مواد همانطور كه در جدول ۱ ارائه شده است، تعريف شده اند.
۴ ايجاد شمايل واسمبلي frpسراسري پيوند مورب (موضوع جديد ۲۰۲۳) جهت بهبود گراف عملكردي ستون ها نسبت به مقاله :
همانگونه كه در گراف ها مشاهده ميشود استفاده از لايه هاي سراسري بافت مورب عملكرد بسيار بالايي را اعمال مينمايد كه از ناحيه غير خطي در ناحيه الاستيك ماندگار ميشود.
يشنهاد دوم موضوعي استفاده از يك ستون و frpبدون ناحيه خطي بالانس فولادي در يك مقطع ۵۰×۵۰ :
نرم افزار: اباكوس ۲۰۲۱
بارگزاري : با توجه به اثر مناسب جهت تحليل المان محوري از بار محوري استفاده ميگردد.
مش بندي پروژه با آباکوس :
اصول مش بندي بر مبناي مش بندي ۸گرهي :
اناليز اجزا محدود:
نتايج فوق كه با يك انيميشن استپ فريم به پيوست ارايه گرديده است وذيلا نمودار جذب انرژي ستون اف ار پي ارايه ميشود نشان ميدهد كه اين متريال حدود ۱۱برابر شكل پذيري بهتري به ستون ميدهد واين درحالي است كه طبق توصيه مقالات جديد از استفاده ميلگرد در فرايند فشاري صرف نظر گرديده لذا ميدان هاي برشي بوجود امده به راحتي تا حد الاستيك توسط الياف كربن مهار ميشوند:
دریافت فایل نهایی پروژه تحلیل ستون در برابر زلزله در آباکوس Abaqus
تمامی این مطالب گزارشکار پروژه مدلسازی و تحلیل ستون بتنی در برابر زلزله در نرم افزار آباکوس بود که به صورت کامل مورد بررسی قرار دادیم و در ادامه فایل نهایی این پروژه را میتوانید با یک کلیک دانلود و استفاده کنید . در نظر داشته باشید از فرایند مدلسازی فیلم تهیه شده که میتوانید با مراجعه به کانال تلگرام تیم اریا پروژه فیلم های این پروژه را هم دانلود و مشاهده کنید.
سفارش انجام پروژه آباکوس Abaqus :
شما عزیزان میتوانید پروژه Abaqus (آباکوس) خود را در پیام رسان های ایتا ، روبیکا ، راتساپ و تلگرام برای ادمین های سایت ارسال کرده تا به سرعت پروژه پیگیری شود.
آیدی تلگرام : mnik60@
آیدی ایتا : @ mnik60
آیدی روبیکا: Aryaprozhe@
شماره واتساپ:۰۹۱۲۵۰۱۳۰۹۴
میتونی با یک کلیک پروژه خودتو ثبت کنی!
مشاوره از طریق تلگرام 
مشاوره از طریق واتساپ