ansys-samer akil
137
2 ﻢﺎﻟ ﻌ2009 ﺎ ﻴﻌ ﺑﺎﻟﻴﻧﺸﺎﺋ إ ﻘﻴ ـــ ﻞ إﻮى ﻗ اﻋﺪادﻘ ﻋﻣﺮ ﺎﻗ اﻷ م. ﺳ ــ ﺎ ﻣﺞﺞﺎﻣ ﻧول ﻷﻣ ﺑﺮﻧﺎ ﻢ اﻟﻧ ﺒﺮﻷ اﺠﺰء ﻟﻠ ﺗﻌ ﻢﻟ ا
Transcript of ansys-samer akil
2
عالم
2009
بالع يا
إنشائي
لـــقي
قوى إ
اعداد
امر عق
األق
اــس.م
مج
نامج
ألول
م برنامل
برنال
لجزء األ
متعل
ال
:ةـمقدموأآثرها شهرة في مجال الدراسات المتقدمة من أقوى البرامج عالميا ANSYSيعتبر برنامج
في آل العالم في يستخدم ناآل واصبح 1970 عامتم البدء بتسويق البرنامج حيث.واالبحاث
بحاث النووية علوم الهندسة المدنية و علوم الفضاء و االجهزة ذاتية الحرآة و في الصناعة و األ
ن العديد من الشرآات أاضف الى ذلك . و خدمات الطاقة و هندسة الكهرباء و االلكترون
من الجامعات المتقدمة في العالم تستخدم البرنامج ألغراض التعليم و االستشارية و المئات
.بحاث و تفسير الظواهراأل
وقد وجدت أن معظم األبحاث في الجامعات العالمية تستخدم هذا البرنامج وخاصة في حل
آبير بعدد العاملين و المراجع العربية التي سف وجدت نقصاولإل.المسائل الالخطية المعقدة
ن تسد أولهذا آانت هذا السلسلة عسى أن تفيد اخواننا المهندسين و. قوم بتعليم هذا البرنامج ت
. بالمكتبة العربية نقصا
:ين أتتالف هذه السلسلة من جز
يهتم بالتعرف على البرنامج من خالل استعراض أمثلة من المستوى المبتدئ :الجزء األول
وغيرها . .طارهتزاز إلنماط اإلأنماط التحنيب لعمود وأيجاد إوالمتوسط مثل التحليل الستاتيكي و
نهيار بالعناصر البيتونية ومسائل لية اإلآبالمسائل المتقدمة مثل دراسة يهتم : الجزء الثاني
.وغيرها ...... واستخدام عناصر الوصل الرياح
رجو من الجميع فن واألخطاء مالحظاتالكثير من ال وفي النهاية ان أي عمل قد يحتوي على
. ال يبخل علينا بأي مالحظة أو تصحيحأ
واهللا ولي التوفيق
المهندس سامر عقيل
. (primary senior) \المصمم الرئيسي للجسور بشرآة هالكرو البريطانية -
) . األوربية( بالجامعة العربية الدولية مساعد محاضر - .والدراسات الزلزاليةمن المعهد العالي للبحوث -بدرجة امتياز –ماجستير -
ىالمحتو
.ةــمقدم -
.ىوـالمحت-
. ANSYSتعرف على برنامج الـ -1
)2...............................................................(لبرنامج ا التعامل مع-1-1-
)4......................(...................................حفظ الملفات واستردادها -1-2-
)5.....................(..................................تعريف العناصر وخواصه -1-3-
)6.....................................(........................تعريف صفات المواد -1-4-
)8..............................(................................................الرسم -1-5-
)9.........................(............................................تقسيم العناصر -1-6-
)11............(.................................تطبيق الحموالت وشروط االستناد -1-7-
)13...................(....................................االتحليل المطلوبتعريف -1-8-
)13..............................................................(اعطاء امر التحليل -1-9-
)13................................................................(عرض النتائج - 10 -1-
)13..........................................................(لبرنامجالخروج من ا - 1-11-
.أمثلة تطبيقية-2
)17.................................(....................تحليل ستاتيكي لجائز شبكي -1- 2
)35)......................................(تحليل جائز مستمر( تمرين غير محلول -2- 2
)36..............(..........................................مستوتحليل نمطي الطار -3- 2
)54...............................(.....................مستو رموني الطاراتحليل ه -4- 2
)61.....(..................مرآزة محورية ايجاد انماط التحنيب لعمود خاضع لقوة -5- 2
)74.(...........اتيكي الالخطيتلتحنيب لعمود باستخدام التحليل السا حمولةايجاد -6- 2
)82.........(......)...............استخدام مادة مرنة الخطية(تمرين غير محلول -7- 2
)84................(.......................لمسند معدني اسطواني تحليل ثالثي البعد -8- 2
)102).......................(تحليل صفيحة معدنية مع فتحة( تمرين غير محلول -9- 2
)103)...................(تحليل صفيحة تحت تأثير حرارة( تمرين غير محلول -10- 2
. اسئلة متكررة -3
متى ظهرت طريقة العناصر المحدودة وماهي خطوات الحساب االساسية لهذه -1س
)106...............................(.................................................الطريقة؟
) 108..........(آيف اختار بين العناصر الخطية والعناصر ذات المستوى األعلى -2س
)109.....(المتكرر في رسائل الخطأ ) ( Singular modeماهو مفهوم الـ -3س
)110......(.................................التوازن العامة للمنشأ ؟هي معادلة ما -4س
)111......(.....................................ين يجب استخدام التحليل الالخطي؟أ-5س
شكال الحسابية شكال االساسية الستجابة المادة الالخطية وماهي األماهي األ – 6س
)112..(...........................................................................لها؟ المثالية
ميسس - نجد اجهادات فون خالل استعراض االجهادات في صفيحة معدنية مثال – 7س
)114........(...............واجهادات تريسكا ضمن الخيارات مافائدة هذه االجهادات ؟
د ان التشققات ال تظهر آانفصال في المادة هل ذلك جبيتوني ن خالل تحليل جائز -8س
)117............................................................(يدل على خطأ بالنموذج ؟
رافسون المعدلة –وطريقة نيوتن (N-R)رافسون –مالفرق بين طريقة نيوتن - 9س
)118...............................(............................................في الحساب؟
)120.................................(................ماهي العناصر الغيرمنتهية؟ -10س
أريد تطبيق حمل مرآز على عنصر سطحي لكن ذلك يؤدي لحدوث ترآيز -11س
)120.........(................؟ماهو الحل، غير صحيح عالي باإلجهادات وحصول تلدن
من المسند بنابض ذو صالبة آبيرة بدال هل يمكن االستعاضة دوما -12س
)121........(.........................................................................العادي؟
)ANSYS ....)......122 جبها برنامنواع التحليل التي يمكن أن يقوم أماهي -13س
عند استخدام عناصر الوصل بين سطحين مثال يجب اختيار سطح الهدف -14س
)124.............................(ماهي اسس االختيار بين السطحين ؟، وسطح الوصل
يوفر البرنامج عدة خيارات من أجل التعامل مع العناصر مالفرق بين تلك -15س
)124.........(.....................................................................؟راتالخيا
1
الفصل األول
ANSYSرف على برنامج تع
2
والتعرف بشكل عام ANSYSفكرة عن برنامج إعطاءلهذا الفصل هو األساسي الهدف نإ
).2(األمثلة في الفصل وسيتم التعرف أآثر بهذه األوامر من خالل.أوامرهعن نوافذ البرنامج و
: لبرنامج االتعامل مع 1- 1
إما عن طريق التعامل بواسطة النوافذ آما هو . ANSYSطريقتين للتعامل مع برنامج توجد
أنفي هذا الكتاب سنعتمد طريقة النوافذ رغم . أوامرأو عن طريق ملف windowsببرنامج
طريقة أن إالمراجعة النموذج وتعديله وحفظه بشكل أفضل بإمكانيةتسمح األوامرطريقة ملف
. األبسطالنوافذ هي الطريقة
تعرف باسم النافذة األولى. ترى ظهور نافذتين أنتستطيع ANSYSعند فتح برنامج الـ
.خراجاتهي نافذة اإل األخرىوالنافذة الرئيسية
):1( آما هو موضح بالشكل أجزاءمن خمسة األساسيةتتألف النافذة
)1(الشكل
3
A : مثل التحكم .وتحتوي على الوظائف المتاحة خالل عمل البرنامج ،االستخدامقائمة
.والبارمترات وغيرها، التحكم بالرسومات ،االختيار، بالملفات
B : األوامرويسمح آتابة ، المستعجلة ويظهر هذا السطر رسائل البرنامج ،اإلدخالسطر
.مباشرة
C : تنفيذية في البرنامج أوامرلتفعيل أزراروالذي يحتوي ،األدواتشريط.
D : قبل (العمل لمراحل منظمة وفقا األساسيةالبرنامج أوامرعلى تحتوي و ،األساسيةالقائمة
).التصميم المثالي، بعد التحليل ما، التحليل، التحليل
E :يمكن إجراء عمليةحيث تظهر الرسومات وتعرض نتائج التحليل و آذلك ،نافذة الرسومات
.االختيار للعناصر ضمنها
.وتقع عادة خلف نافذة الرسومات. نتائج البرنامج بشكل نصي فتظهرأما نافذة االخراجات -
.نافذة االخراجات) 2( يوضح الشكل
) 2(الشكل
4
:حفظ الملفات واستردادها -1-2-
وخاصة عند العمل على . دوما حفظ الملف خالل مراحل العمل المختلفة من المفيد
.المشاريع الكبيرة
يمكن حفظ الملف بسهولة من
ANSYS Utility Menu select , File→Save as Jobname.db
البداية تحديده فيهو االسم الذي تم Jobnameحيث Jobname الملف باسمحيث يتم حفظ
تم انجازه لكن من المفيد حفظ الملف باسم مختلف يتناسب مع ما. للبرنامج إقالع أولعند
File → Save as:إلىولذلك نذهب
) :3(فتظهر النافذة الموضحة بالشكل
) 3(الشكل
A :مكان السواقة المطلوبة.
B: اسم الملف .
C :الموافقة على االسم والموقع.
بسهولة منيمكن مسبقوعند الحاجة لفتح ملف
UtilityMenu: File→Resume from
.ويمكن من خاللها تحديد الموقع واسم الملف) 4( فتظهر النافذة آما بالشكل
5
) 4(الشكل
:تعريف العناصر وخواصها -1-3-
آل عنصر يملك الحقة ورقم .عنصر مختلف100من أآثرتحتوي على ANSYSمكتبة برنامج إن
.تميزه عن غيره
: إلىلتعريف نوع العنصر المطلوب نذهب
ANSYS Main Menu ,select Preprocessor →Element Type
→Add/Edit/Delete
الموضح ويظهر مربع جديد ADDبالضغط على زر )5(بالشكل الحواري الموضحفيظهر المربع
.من خالله اختيار نوع العنصر المطلوب نستطيع، )6(بالشكل
).SOLID-8node 183يظهر في الشكل التالي اختيار العنصر : مثال(
ويمكن ،فقطعلى سبيل المثال منها هنا من العناصر نورد بعضا جدا يملك البرنامج مجموعة آبيرة -
.الرجوع للبرنامج للمزيد حول هذه العناصر ومجاالت استخدامها
جهادات منتظمة على آامل حموالت انعطافية وتفرض اإل ال يقبل، مستو عنصر شبكي .العنصر
جهادات منتظمة على آامل حموالت انعطافية وتفرض اإل يقبل ال، فراغي عنصر شبكي
العنصر
6
حموالت انعطافية وتفرض يقبل ال، يعمل على الشد فقط أو الضغط فقط عنصر شبكي
. جهادات منتظمة على آامل العنصراإل
.حموالت انعطافية يقبل، جائزي مستو عنصر
.حموالت انعطافية يقبل، جائزي فراغي عنصر
فرضية المقاطع المستوية تبقى مستوية بعد التشوه تحقق ،شرائحيعنصر
.لنمذجة البيتون بالحالة الفراغية الحجمية، عنصر حجمي
:تعريف صفات المواد -1-4-
ويمكن تعريف صفات خطية أو الخطية.ان تعريف المواد ضروري لمعظم انواع العناصر بالبرنامج
. متعلقاتتعلق خواصها بالحرارة أو غير ، متجانسة أو غير متجانسة.للمادة
:األمرمن خالل مادة من مكتبة البرنامج إلدخال
ANSYS Main Menu and select Preprocessor→Material Props→ MaterialModels
)7(فيظهر المربع الموضح بالشكل
7
) 5(الشكل
) 6(الشكل
8
) 7(الشكل
فيظهر المربع ))7(الشكل ( Isotropicعلى خيار مرتين تعريف مادة مرنة خطية ننقر أردنالو فمثال
.PRXY سون اوعامل بو EXفندخل فيه قيمة عامل المرونة ) 8(الموضح بالشكل
) 8(الشكل
:الرسم -1-5-
إمكانية و.الحجمية الخطية والسطحية و األشكالضخمة لرسم مختلف إمكانية ANSYS يملك برنامج
.التعامل والتعديل عليها بسهولة
9
:رسم عنصر سطحي بشكل مستطيل أردنالو فمثال.على أوامر الرسم MODELINGتحتوي قائمة
(1) Click [A] Preprocessor (2) Click [B] Modeling and select Create menu. (3) Click [C] Areas and select Rectangle menu. (4) Click to select [D] By 2 corners menu.
.ةالمستطيل المطلوب وأبعادالسفلية يةراالزاوية اليس إحداثيات فنختار) 9(بالشكل مينيالمربع الي فيظهر
) 9(الشكل
:تقسيم العناصر -1-6-
إمكانيات يملك البرنامج إن ANSYS.ببرنامج إلزاميةهي عملية عملية تقسيم العناصر إن
فيمكن للمستخدم اختيار حجم العناصر الناتجة آما يمكن اختيار شكل .في هذا المجال آبيرة
وآذلك اختيار )الفراغيةالموشوري بالحالة أو الهرمي، الثنائيةمثلثي أو رباعي بالحالة (التقسيم
الخ...انسحابي وآذلك التقسيم بشكل حر أو ،)خطي أو تربيعي(العنصر نوع
:من خالل األمر ) عدد العناصر أو(لتحكم بحجم العناصر الناتجة يمكن او
10
ANSYS MainMenu→Preprocessor→ Meshing→Size Cntrls →Manual
Size→Global→Size
:فيه حيث ندخل القيم المطلوبة) 10(فيظهر المربع الموضح بالشكل
) 10(الشكل
:خاللذلك من مثال فيتم) عشوائي(أمر التقسيم لعنصر سطحي بشكل حر وإلعطاء
ANSYSMainMenu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free
فيتم تقسيم OKفننقر على العنصر المطلوب ونضغط ) 11(فيظهر المربع الموضح بالشكل
. العنصر
) 11(الشكل
11
:االستنادتطبيق الحموالت وشروط -1-7-
قيم صفرية لالنتقاالت الموافقة في العقد المطلوبة إعطاء من خاللاالستناد يتم تطبيق شروط
:مر وذلك من خالل األ
ANSYSMainMenu→Solution→DefineLoads→Apply→Structural →
Displacement→On Nodes
والذي) (12(الموضح بالشكل يظهر المربع المطلوبة وبالموافقةاالختيار فنختار العقد فيظهر مربع
فنختار درجة الحرية ). لنوع العنصر المختار وبالتالي درجات الحرية لعقده تختلف خياراته تبعا
.) All DOF ( المطلوبة أو نختار جميع درجات الحرية المسموحة للعقد المختارة
)12(الشكل
: األمرويمكن تطبيق حموالت على العقد من
ANSYS MainMenu→Solution→DefineLoads→Apply→Structural →Force/Moment→On Nodes. فيظهر مربع االختيار وبعد اختيار العقد المطلوبة والموافقة عليه يظهر المربع الموضح بالشكل
. فنختار اتجاه القوة المطلوبة وقيمتها) 13(
12
)13(الشكل
:المطلوب التحليلتعريف -1-8-
:منيمكن بسهولة اختيار نوع التحليل المطلوب
Main Menu: Preprocessor → Loads →Analysis Type → New Analysis.
.ويمكن منه اختيار التحليل المطلوب) 14(فيظهر المربع الواضح بالشكل
) 14(الشكل
.)3من التحليل راجع الفصل األنواعللمعرفة أآثر عن هذه (
13
:التحليل أمر إعطاء -9- 1
ANSYS Main Menu selecting Solution → Solve→Current LS.
.يبدأ التحليلOK وبالضغط على ) 15(فيظهر المربع الموضح بالشكل
) 15(الشكل
:عرض النتائج -01- 1
آونتورات أو بشكل عن طريق مخططات و أماالتحليل يمكن استعراض نتائج التحليل إجراءبعد .مجدول
:األمرعبر يتم ذلك Yلعرض مخطط الكونتور لالنتقاالت باالتجاه فمثال
ANSYS Main Menu→General Postproc→Plot Results→ContourPlot →Nodal Solution .
المطلوب ليتم عرضه بنافذة ونستطيع اختيار من خالله) 16(يظهر المربع الموضح بالشكل ف.الرسومات
:البرنامجالخروج من - 1-11-
: األمريتم الخروج بسهولة من البرنامج باستخدام
Utility Menu select File→Exit.
والتي تحتوي خيارات الحفظ قبل الخروج حسب أهمية النموذج ) 17(تظهر النافذة الموضحة بالشكل ف
.!Quit-no Saveلم ترغب بحفظ أي شي اختار فإذا.المحسوب
14
)16-1(الشكل
) 16-2(الشكل
15
) 17(الشكل
16
الفصل الثاني
ةــــــــــــتطبيقية ــــــــــــأمثل
17
): 1( ال ــــــــــاملث -
تحديد االنتقاالت و وردود األفعال مرآزة يطلبجائز شبكي معرض لقوى )18(يبين الشكل . لهذا الجائز الشبكي
.(E = 200GPa, A = 3250mm2) :أن علما
) 18(الشكل
: لـــــــــــــــــاحل
سوف أيالبد من معرفة بداية ان البرنامج ال يعتمد نظام الواحدات المعروف ببقية البرامج -
سنفرض هنا ، وستكون النتائج بنفس الواحدات المدخلة لإلدخالواحدات أيةنفرض استخدام
. N, mmاستخدام الواحدات
: تغير العنوان - 1
:من خالل األمريتم تغييره يظهر العنوان على الزاوية اليسارية للبرنامج و
<<<< Utility menu bar select File > Change Title مربع حواري
OKونضغط . 'Bridge Truss Tutorial'وليكن المطلوب االسميظهر مربع ندخل فيه .للخروج
18
) 19(الشكل
:الشاشة من خالل األمر مباشرة نحدثالعنوان على الشاشة إلظهار
Utility Menu > Plot > Replot
:النقاط المرجعية - 2
نحن ندخل النقاط األساسية التي كلذل، الهدف األساسي للنقاط المرجعية هي عملية الرسم إن
رسم العناصر يتموبعد ذلك ....) مراآز الدوائر،مثل بداية ونهاية المستقيمات (نحتاجها
نقاط البداية و إحداثياتنحن لدينا فقط مجموعة مستقيمات لذلك سندخل ، قاطنباالستعانة بهذه ال
.لها النهاية
:النقاط المرجعية من خالل األمر إدخاليتم
Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS
:)20( موضح بالشكل التالي األمروهذا
) 20(الشكل
هنا إدخال العنوان المطلوب
إدخال إحداثيات النقاط المرجعية
19
.النقط إحداثياترقم و إلدخال) 21(عند تفعيل هذا األمر يظهر مربع حواري آما بالشكل
) 21(الشكل
للقبول ومن ثم ندخل رقم النقطة الثانية Applyونضغط وإحداثياتهافندخل رقم النقطة
النقطة األخيرة نضغط إدخالوبعد ,آامل النقاط إدخالوهكذا حتى Applyم ثومن وإحداثياتها
OK من بدالApply.
:وإحداثياتهايبين الجدول التالي النقاط المطلوبة
)1(الجدول
رقم النقطةإحداثيات النقطة
20
:رسم العناصر الخطية - 3
يمكن بسهولة رسم العناصر الخطية النقاط المرجعية وظهورها على الشاشة إدخالبعد
:باستخدام األمر
Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active
Coord
فيظهر (النقطة األولى بزر الماوس اليساري ننقر على ،)22(فيظهر المربع الموضح بالشكل
ونحرك الماوس وننقر على النقطة الثانية فيتم رسم المستقيم األول ) مربع اصفر صغير عليها
ن أيجب ، ننقر على بقية النقاط ليتم رسم بقية المستقيماتوبنفس الطريقة ويبقى األمر مفعال..
.)23(ك مشابهة لتلك بالشكل دتبدو الشاشة عن
بإظهارهامرحلة من مراحل العمل ورغبنا أيةلم يظهر احد المستقيمات خالل إذا: مالحظة (
) Utility Menu select Plot > Linesعلى الشاشة فيتم بذلك ببساطة من خالل األمر
) 22(الشكل
21
) 23(الشكل
:تحديد نوع العنصر - 4
:ويتم بذلك من خالل األمر
Preprocessor Menu, select: Element Type > Add/Edit/Delete
يظهر المربع الموضح بالشكل ADDوبالضغط على زر )24(فيظهر المربع المبين بالشكل
Link 2D sparوهو هنا عنصر شبكي مستو لحالتنا،نختار منه العنصر الموافق ) 25(
:تحديد خواص العنصر - 5
:من خالل األمرنحدد خواص العنصر الشبكي
Preprocessor menu, select Real Constants > Add/Edit/Delete
وننقر (Link)ونختار العنصر الذي لدينا ADDعلى ننقر )26(فيظهر المربع الموضح بالشكل
ندخل وهنا(لدينا ندخل فيه خواص العنصر (27)فيظهر المربع الموضح بالشكل OKعلى
).mm23250 المساوية فقط مساحة مقطع العنصر و
22
)24(الشكل
) 25(الشكل
الرقم المرجعي للعنصر
عنصر شبكي مستو
23
) 26(الشكل
) 27(الشكل
:تحديد مادة العنصر - 6
:العنصر الشبكي من خالل األمر صفات مادة نحدد
'Preprocessor' menu select Material Props > Material Models
.)28(نختار منها مادة مرنة متجانسة آما بالشكل
Structural > Linear > Elastic > Isotropic
مساحة مقطع العنصر
الرقم المرجعي لخواص العنصر
24
) 28(الشكل
Exوبالنقر المزدوج على الخيار المطلوب يظهر مربع آخر ندخل فيه قيمة عامل المرونة
)ويمكن تجاهله لعامل بواسون أهميةطبعا هنا بحالتنا ال ( PRXYوعامل بواسون
) 29(الشكل
.للخروج من األمر اإلغالقلقبول القيم ومن ثم زر OKونضغط
25
:التقسيم - 7
جميع العناصر لدينا تملك نفس نوع وخواص أنباعتبار : نوع وخواص العناصر إسناد -1- 7
بتعريف تلك المعطيات فان تلك المعطيات ستسند مباشرة لتلك إالالعنصر ومادته ونحن لم نقم
. داعي لتلك الخطوة في هذا المثال ال و.من قبل البرنامج العناصر تلقائيا
:وذلك من خالل األمر : اختيار عدد التقسيمات -2- 7
Preprocessor menu select Meshing > Size Cntrls > ManualSize >
Lines > All Lines
عنصر عبارة عن ليكون آ أنأي يكفي (باعتبار الحالة هنا بسيطة فال نحتاج لتقسيم العناصر
).1(نختار عدد التقسيمات مساوية ) 30(بعد ظهور المربع الموضح بالشكل ،)واحدعنصر
إدخالمن بدال التقسيمطول إدخالوالذي يمكننا من Element edge lengthيوجد خيار (
)عدد التقسيمات
) 30(الشكل
Pick Allفنختار االختيارويتم من خالل أمر التقسيم فيظهر مربع : التقسيم أمر إعطاء -3- 7
Preprocessor menu select Meshing > Mesh > Lines >>>Pick All'
.)31(تبدو لديك الشاشة آما بالشكل أنيجب
عدد التقسيمات
طول التقسيمة
26
) 31(الشكل
:من خالل األمر إظهارهانفعل على الشاشة رقام العقد لديكأ إلظهار -4- 7
Utility Menu (top of screen) select PlotCtrls > Numbering
) 32(الشكل
نفعل هذا المربع
27
: التحليل - 8
:اختيار نوع التحليل -1- 8
:))33(آما بالشكل ونختار التحليل الستاتيكي(نختار نوع التحليل من األمر التالي
Solution Menu, select Analysis Type > New Analysis>>>Static
) 33(الشكل
:الحموالت والمساند -2- 8
من خالل قائمة أو Solutionمن خالل قائمة أمايمكن تحديد الحموالت والمساند Preprocessor ). عادة ما نعتمد الحالة األولى عند الرغبة بتغيير الحموالت من أجل أآثر
).من حالة تحليل
من األمر : المساند إلسناد- 2-1- 5
Solution menu, select Define Loads > Apply > Structural >
Displacement > On Keypoints
فيظهر المربع الموضح OK نختار العقدة السفلية اليسارية ونضغط االختيارفيظهر مربع
فنختار آامل الدرجات المسموحة الختيار االنتقاالت والعقد المطلوب تثبيتها )34(بالشكل
ALL DOF ) ( )نوع العنصر المختار وباعتبار لدينا الخيارات الموجودة تتفق مع طبعا
.)Ux,Uy المستويية المسموحة هنا هي انتقالين في عنصر شبكي مستو فان درجات الحر
28
) 34(الشكل
.UYنكرر العملية السابقة ونختار العقدة اليمينية ونختار
من األمر: الحموالت على العقد إلسناد - 2-2- 8
Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > on
Keypoints.
يظهر المربع الموضح ف OKفنختار العقدة السفلية اليسارية ونضغط االختيارفيظهر مربع
Valueوندخل قيمتها في خانة y (FY)باتجاه الحمولةفنختار اتجاه ) 35(بالشكل
.)-280000(والمساوية
) 34(الشكل
.بقية الحموالت في بقية العقد المطلوبة إسنادوبنفس الطريقة يمكن
.) 35(يظهر الجائز لديك آما بالشكل أنبقية الحموالت يجب إسنادبعد
اتجاه الحمل
قيمة الحمل
29
) 35(الشكل
:وذلك من خالل األمر التحليل أمر إعطاء -3- 8
'Solution' menu select Solve > Current LS>>>OK
) 35(الشكل
.closeالتالية ونضغط الرسالةوبعد االنتهاء من التحليل تظهر
) 36(الشكل
30
:استعراض النتائج- 9
:ردود األفعال -1- 9
:استعراض ردود األفعال بشكل جدولي من خالل األمر
General Postproc > List Results > Reaction Solu.
فتظهر قيم ردود األفعال 'All struc forc F فنختار) 37(فيظهر المربع الموضح بالشكل
) .38(آما هو موضح بالشكل
) 37(الشكل
) 38(الشكل
ردود األفعال بالمساند
31
:من خالل األمر : شكل التشوه -2- 9
General Postproc >Plot Results > Deformed Shape
بدون ( األساسيحواف عرض الشكل المشوه و فنختار) 39(فيظهر المربع الموضح بالشكل
).تشوه
) 39(الشكل
).40(تظهر الشاشة عندك آما بالشكل أنيجب
) 40(الشكل
الحظ ان قيمة االنتقال العظمي
7.409تساوي
الحظ أن االنتقال معدوم عند المساند
32
:من خالل األمر : االنتقاالت آونتورات -3- 9
General Postproc >Plot results > Contour Plot > Nodal Solution
والذي يمكن من خالله اختيار البيانات المطلوبة ) 41(يظهر المربع الموضح بالشكل
USUMاالنتقاالت الكلية نختار قيمةنحن في حالتنا .... ) تشوهات -انتقاالت –جهادات إ(
:آما هو موضح بالشكل
) 41(الشكل
تحكم بعرض مخططات الكونتورات على الشكل المشوه طبعا من خالل هذا المربع يمكن ال
.Scale Factorالمشوه الشكلقيمة معامل تعديل و
الشاشة أسفلوالتي تتفق مع السطر في باأللوانالجائز الشبكي يظهر OK على بعد الضغط
).42(آما هو بالشكل
33
) 41(الشكل
ويمكن التحكم بخيارات العرض من خالل برنامج بعرض مخططات الكونتورات تلقائيا ليقوم ا :األمر
Utility Menu select Plot Controls > Style > Contours > Uniform Contours...
وبالتالي سيتم 8مساوية لـ لعظمىوسنضع القيمة ا أنواع 8من األلوان مؤلفسنختار مجال : بالشكل آما 1لـمجاالت وآل مجال مساوي 8 إلىتقسيم
) 41(الشكل
القيمة العظمى للكونتورات
عدد مجاالت الكونتورات
تطبيق التغيرات مباشرة على الشاشة
34
.)43( وبالتالي سيظهر الشبكي لديك اآلن آما بالشكل
) 43(الشكل
:من األمر )األفعالآما في حالة عرض ردود ( ولعرض قيم االنتقاالت بشكل جدولي -
General Postproc > List Results > Nodal Solution select 'DOF
Solution' and 'ALL DOFs'
):44( فيظهر الجدول الموضح بالشكل
) 44(الشكل
35
): 2 ( متريـــــــــــن غري حملول -
:المستمر التالييطلب تحليل الجائز
) 45(الشكل
BEAM3نوع العنصر المستخدم -
:الجائز من يمكن تعريف خواص مقطع -
Main Menu > Preprocessor > section > beam > common
sections>>>Sub Type >box
بعد تحديد قيم االبعاد لعرض مقطع العنصر وتظهر على اليسار Previewنضغط
للجائز Real Constantsقيم المساحة والعطالة الالزمة عند ادخال
) 46(الشكل
36
):3 (ال ــــــــــــــاملث -
):47( طار الموضح بالشكللإل) هتزازنماط اإلأيجاد إ(جراء التحليل النمطي إيطلب
) 47(الشكل
:لـــــــــــــــــاحل :تغير اسم الملف - 1
:مرويتم ذلك من خالل األ
Utility Menu > File > Change Jobnam
: (Example) فيظهر المربع التالي ونضع االسم فيه وليكن
) 48(الشكل
37
:تغيير العنوان- 2
:ويتم ذلك من خالل األمر
Utility Menu > File > Change Title.
.Frame 2Dفيظهر المربع التالي و ندخل العنوان المطلوب وليكن
) 49(الشكل
:متراتاوضع بار - 3وذلك ....) مثل مواصفات المواد أو المقاطع(معامالت بقيم معينة البرنامج بوضعيسمح
هذه القيمة يكفي آتابة اسم المعامل بدال إدخالوبالتالي عند طلب . اإلدخاالتلسهولة
.)وبالتالي فان هذه الخطوة هي اختيارية (من القيمة المطلوبة
Scalar Parameters Parameters األمرويتم ذلك من
: فيظهر مربع نضع فيه البارمترات المطلوبة ، )48(آما هو موضح بالشكل
ومن ثم Acceptوبعدها قيمة البارامتر ونضغط = حيث نضع اسم البارامتر وبعدها (
)وهكذا....ندخل البارامتر الثاني
:Keypointsادخال احداثيات - 4
:اإلطاررسم عناصر نقاط ليتموفي حالتنا يكفي هنا ثالث . وهي النقاط المساعدة بعملية الرسم
Preprocessor> Modeling> Create > Key points> In Active CS/
: النقط بالتتالي إحداثياتفيه فندخل اإلدخاالتفيظهر مربع
38
) 50(الشكل
) 51(الشكل
:النقاط على الشاشة أرقاملعرض -5
:من خالل األمر
Utility Menu > PlotCtrls> Numbering.
39
فيتم OKومن ثم Keypoint numbersونفعل المربع بجانب فيظهر المربع التالي و
.النقاط المرجعية على الشاشة أرقامعرض
) 52(الشكل
:رسم عناصر االطار - 6
: األمرمن خالل المرسومة سابقامن خالل رسم خط يصل بين النقاط
Preprocessor> Modeling> Create > Lines > Lines> Straight Line.
، ثم السحب للنقطة الثانية فيتم رسم مستقيم بين النقطتين األولى ومنحيث يتم النقر على النقطة
.للقبول والخروج OKويتم تكرار ذلك لرسم المستقيم الثاني ومن ثم
40
) 53(الشكل
:العناصرتعريف - 7
) جائزي(نختار عنصر خطي مسألتنامستو ونحن ال نهتم بالالخطية قي اإلطار أنباعتبار
:(Beam , 2D elastic) مرن
Preprocessor> Element Type > Add/Edit/Delete
رنامج نختار منها فيظهر مربع مكتبة الب ADDفيظهر مربع حواري وبالضغط على زر
.للخروج من المربع الحواري CLOSEومن ثم OKالعنصر المطلوب ونضغط
:تعريف خواص العناصر - 8
:األمرمن خالل ، وذلك لتعريف خواص العناصر المعرفة بالخطوة السابقة
Preprocessor> Real Constants > Add
يظهر مربع ندخل فيه صفات الجائز المطلوبة OKبعد اختيار العنصر الجائزي والضغط على
)متر ضمن الخانة الموافقةايكفي آتابة البار 3مترات بالخطوة اهنا باعتبار قمنا بتعريف بار(
41
) 54(الشكل
) 55(الشكل
42
:تعريف صفات المواد المستخدمة - 9
:ندخل لمكتبة البرنامج من خالل األمر
Preprocessor> Material Props > Material Models
متجانسة وبالنقر عليها مرتين -فيظهر المربع الخاص بتعريف صفات المواد فنختار مادة مرنة
وعامل بواسون EXصفات المادة الموافقة فندخل عامل المرونة إلدخال آخريظهر مربع
PRXY ونضغط OK للموافقة على القيم.
) 56(الشكل
43
) 57(الشكل
:القائمة ندخل الوزن الحجمي لمادة العنصرومن نفس
) 58(الشكل
44
:التقسيم - 10
.جزء 20جزء والجائز 30نقسم العمود أي cm 10سوف نقسم العناصر آل
:جزءنعطي عدد التقسيمات لكل أوال
Preprocessor> Meshing > Size Cntrls> ManualSize> Lines >
Picked Lines
عدد التقسيمات في خانة فيهندخل آخرفيظهر مربع OKونضغط نختار الجائز
No.of element.devisions)(
30نكرر نفس العملية لكن هذه المرة باختيار العمود وبعدد تقسيمات مساو -
:مر التقسيم من األمرأنعطي -
Preprocessor> Meshing > Mesh > Lines
.تقسيم العناصرفيتم ) Pick All(نختار الكل
45
) 59(الشكل
) 60(الشكل
46
:التحليل - 11
:من خالل األمر التحليل نمطينختار نوع -
Solution > Analysis Type > New Analysis>>>Modal
) 61(الشكل
: تحديد عدد االنماط -
:نختار خيارات التحليل -
Solution > Analysis Type >Analysis Options.
:آما بالشكل 10 ولتكن مثال : المطلوبة األنماطنحدد عدد -
) لتحديد بداية ونهاية مجال البحث( يظهر مربع أخر لتحديد خيارات البحث OKوبالضغط على
:القيمآامل االفتراضية لقبول األرقامونقبل
:تحديد شروط االستناد -
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement >
OnKeypoints
47
) 62(الشكل
) 63(الشكل
فيظهر مربع آخر لتحديد االنتقاالت OKونضغط األولىنختار العقدة االختيار يظهر مربع
لقبول االنتقال الصفري OKونضغط ) UX, UYنختار ( شروط المسند الثابت المطلوبة ونعين
:X, Yللعقدة باالتجاهين
48
) 64(الشكل
:)UYأي نختار ( نختار النقطة الثانية ونعطيها شروط المسند المتدحرجبنفس الطريقة
) 65(الشكل
49
:تحديد نسبة التخامد
الموضح Dampingمن األمر )نسبة للتخامد الحرج(نسبة التخامد إعطاءيمكن بسهولة
: )64( بالشكل
) 66(الشكل
:التحليل أمر إعطاء -
Solution > Solve > Current LS >>> OK
) 67(الشكل
50
.الغالق النافذة closeوبعد انتهاء التحليل نضغط
) 68(الشكل
:نتائجال - 12
:ملخص التحليل -
General Postproc>Results Summary
منها نمط لالهتزاز فيها مراحل التحليل وهنا لدينا عشرة خطوات فرعية توافق آالفتظهر نافذة
.وبجوارها التواتر الموافق
: األنماطعرض -
:وليكن النمط األول ، تفعيل الخطوة الموافقة له أواللعرض نمط ما يجب
General Postproc>Read Results>First Set
):شكل التشوه(عرض شكل االستجابة -
General Postproc> Plot Results > Deformed Shape
51
:فيتم ذلك في نافذة الرسومات واألصليفنختار عرض الشكل المشوه
) 69(الشكل
) 70(الشكل
52
) 71(الشكل
:عرض النتائج بشكل جدولي -
: ومن ثم نختار) آما سبق(الخطوة الموافقة للنمط المطلوب وليكن النمط الثالث أوالنفعل
General Postproc>Nodal Soluation>>>DOF Solution.
53
) 72(الشكل
:فيتم عرض النتائج بشكل جدولي
) 73(الشكل
54
):4 ( ال ــــــــــــاملث -
لعقدةا في 3000 اقيمته ةأفقي حمولةل( في المثال السابق لإلطار هارمونيالتحليل ال إجراءيطلب :)160-50مجال التواتر ، 2
: لـــــــــــــــــــاحل
11للمثال السابق حتى الوصول للخطوة بنفس الخطوات
:التحليل - 11
:من خالل األمر التحليل الهارمونينختار نوع -
Solution > Analysis Type > New Analysis >>>Harmonic
) 74(الشكل
:نختار خيارات التحليل -
Solution > Analysis Type >Analysis Options.
55
) 75(الشكل
:الحموالت تحديد -
:شروط االستناد -
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement >
OnKeypoints
.ونعطي نفس القيم بالمثال السابق
:ةاألفقي ةلوالحم-
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment >
OnKeypoints
:بالشكل آما FX باتجاه ةلوونختار حم 2فنختار العقدة
56
) 76(الشكل
:تحديد مجال الترددات المطلوبة-
Solution >Time/Frequnce>Freq and Substps
ولتكن مساوية لعدد (وعدد الخطوات الجزئية ) 160-50( المطلوبة مجال التردداتونختار
:)110=الترددات
) 77(الشكل
57
:تحديد نسبة التخامد -
الموضح Dampingمن األمر ) نسبة للتخامد الحرج(نسبة التخامد إعطاءيمكن بسهولة
:بالشكل
) 78(الشكل
:التحليل أمر إعطاء -
Solution > Solve > Current LS >>> OK
) 79(الشكل
58
.النافذة إلغالق closeوبعد انتهاء التحليل نضغط
) 80(الشكل
:النتائج - 12
آالقوى أو أخرىقيمة أيةوبالمثل يمكن عرض ( Xلنقوم بعرض انتقال عقدة ما باتجاه
).أخرىاالنتقاالت باتجاهات
التردد ويجب تعريف انتقال العقدة المطلوبة أومتر الزمن ابتعريف بار تلقائياالبرنامج يقوم إن
.رامتر ثاني ليمكن رسم العالقة بينهمااآب
TimeHist Postpro>Define Variables>>>Add
) 81(الشكل
59
تظهر نافذة االختيار OKوبالضغط على Nodal DOF resultsفتظهر نافذة نختار منها
وبالضغط على ) رقمها في سطر االختيار إدخاليكفي ( 17ونختار العقدة المطلوبة ولتكن العقدة
OK تظهر نافذة نختار منها االنتقال باتجاهx ونضغط ) 2(و نحافظ على رقم المتغيرOK .
) 82(الشكل
المتغير الثاني للمخطط وإلدخال
TimeHist Postpro>Graph Variables
متر األول امتر المطلوب رسمه مع البارارقم البار فيهدخل نفيظهر مربع حواري
.يتم رسم عالقة االنتقال بالعقدة مع الترددف، )التردد(االفتراضي
60
) 83(الشكل
) 84(الشكل
61
):5 ( ال ـــــــــاملث -
كي ومن ثم تحليل التحنيب يالتحليل الستات إجراءيبين الشكل عمود خاضع لقوة محورية يطلب .له تحنيب أنماطثالث أولواستعراض
) 85(الشكل
:ــــــــلـــاحلــ
).السابقة لألمثلةبشكل مشابه (بشكل سريع األولسنقوم بحل الطلب
:العنوان- 1
Utility Menu > File > Change Jobname
) 86(الشكل
62
Utility Menu > File > Change Title
) 87(الشكل
:والمستقيم رسم النقاط - 2
Preprocessor> Modeling> Create > Keypoints> In Active CS
) 88(الشكل
Preprocessor> Modeling> Create > Lines > Lines> Straight Line
) 89(الشكل
63
:تحديد نوع العنصر ومواصفاته- 3
Preprocessor> Element Type > Add/Edit/Delete
) 90(الشكل
Preprocessor> Real Constants > Add
) 91(الشكل
64
) 92(الشكل
:تعيين مادة العنصر -4
Preprocessor> Material Props > Material Models
) 93(الشكل
65
:التقسيم - 5
)في المسائل العملية يفضل زيادة عدد التقسيمات أآثر من ذلك( 3 =عدد التقسيمات ولتكن
Preprocessor> Meshing > Size Cntrls> ManualSize> Lines >
Picked Lines
) 94(الشكل
: التقسيم أمر
Preprocessor> Meshing > Mesh > Lines
) 95(الشكل
66
:التحليل - 6
Solution > Analysis Type > New Analysis
) 96(الشكل
:اإلدخاالتحفظ ملف -
Analysis File > Write DB log file
) 97(الشكل
67
:خيارات التحليل -
جهادات المطلوبة قي تحليل لضمان حساب مصفوفة قساوة اإل Prestressيجب تفعيل خيار
Eigen Buckling وذلك من مربعAnalysis Options.
) 98(الشكل
:تحديد الحموالت -
:تحديد المساند-
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > OnKeypoints
) 99(الشكل
68
:ةلوحديد الحمت -
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment >
OnKeypoints
) يتم إسناد حمل واحدي حتى يكون معامل الحمل الموافق للنمط هو حمولة التحنيب (
) 100(الشكل
-أمر التحليل:Solution > Solve > Current LS
) 101(الشكل
69
:التحليل إنهاء-
) 102(الشكل
)تحليل التحنيبقبل FINISHالتحليل وإنهاءتحليل ستاتيكي إجراءالبد دوما من : مالحظة(
:تحليل التحنيب إجراءخطوات
:نقوم بتحديد نوع التحليل الموافق لتحليل التحنيب من األمر - أ
Main Menu> Solution> Analysis Type> New Analysis>Eigen
Buckliing.
70
) 103(الشكل
):أنماطوليكن ثالثة ( نختار عدد األنماط المطلوبة من خيارات التحليل - ب
Main Menu> Solution> Analysis Type> Analysis Options
No.of modes to extract.في خانة األنماطفيظهر مربع حواري ندخل فيه عدد
للمسائل Block Lanczosعادة ما تفضل طريقة :للحساب طريقتينآما هو واضح يوجد (
ضرورية من Subspaceبينما تصبح استخدام طريقة وللحاالت المتناظرة محوريا البسيطة
)أجل المسائل المعقدة
) 104(الشكل
71
:توسيع عدد االنماط - ج
االهتزاز على الشاشة ويتم ذلك من خالل أنماطرغبنا باستعراض إذاهذه الخطوة ضرورية :األمر
Main Menu> Solution> Load Step Opts >ExpansionPass > Single Expand > ExpandModes.
) 105(الشكل
:التحليل أمرنعطي -د
Solution > Solve > Current LS
) 106(الشكل
72
:التحنيب أنماطمشاهدة -و
Read results>First Set من األمر )الموافقة للنمط األول(نفعل الخطوة األولى
: األمر ثم نستعرض شكل التشوه الموافق من
General Postproc> Plot Results > Deformed Shape.
) 107(الشكل
.)له معامل الحمل الموافقو( فيظهر على الشاشة نمط التحنيب األول
) 108(الشكل
73
.والثالثةوبالمثل يمكن عرض النمطين الثاني والثالث والموافقين للخطوتين الثانية
) 109(الشكل
لنمط الثانيا
) 110(الشكل
النمط الثالث
74
): 6 (ال ـــــــــــــــاملث -
حمولة التحنيب للعمود المبين باستخدام التحليل إيجاديطلب اتيكي الالخطيتالس
10*10بأبعاد 100طول العمود
:لــــــــــــــــــــــــاحل
الوارد (الالخطي أفضل من تحليل االنماط يعتبر تحليل التحنيب
حيث يقوم باجراء تحليل ستاتيكي الخطي ) في المثال السابق
وباستخدام نظرية االنتقاالت الكبيرة حتى الوصول لقوة
.حتى يصبح المنشأ غير مستقر تدريجيا الحمولةوبمعنى أخر فانه يقوم بزيادة .التحنيب
):باختصار(خطوات النمذجة -
:العنوان - 1Utility Menu > File > Change Title ...
. nonlinear buckling analysisوليكن وندخل االسم المطلوب
.رسم النقاط والعمود - 2
Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS ...
Keypoints Coordinates (x,y)1 (0,0) 2 (0,100
Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active
Coord
.ونصل بين النقطتين السابقتين لرسم العمود
75
:تعريف العنصر وخواصه ومادته - 3
:آما يلي BEAM3 نعرف العنصر جائز مرن مستو وهو -
Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete...>>BEAM3.
:نعرف خواص العنصر آما يلي -
Preprocessor > Real Constants... > Add
:تظهر نافذة الخواص فندخل القيم الموافقة لمقطع العمود آما يلي
i. Cross-sectional area AREA: 100 ii. Area moment of inertia IZZ: 833.333
iii. Total Beam Height HEIGHT: 10
:نعرف مادة العنصر مادة مرنة خطية -
Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural >
Linear > Elastic > Isotropic
:وندخل مواصفات المادة-
i. Young's modulus EX: 200000 ii. Poisson's Ratio PRXY: 0.3
:التقسيم - 4 :عدد التقسيمات-
1=طول حرف التقسيمة الواحدة أيقسم مائةسنقسم العمود ل
Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > ManualSize > Lines
> All Lines...
. element edge length = 1 mm :بالمربع الحواري الناتج نضع
:التقسيم أمر -
76
Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines >>> click 'Pick All' >OK
:التحليل - 5
:نختار نوع التحليل الستاتيكي -
Solution > New Analysis >>> Static
:خيارات التحليل -
:سوف نفعل هنا التحليل الالخطي ومواصفاته من خالل األمر
Solution > Analysis Type > Sol'n Control...
:ظهر مربع حواري ندخل فيه المواصفات التاليةفي
'Basic'ضمن خانة
.Large Static Displacements :التحليل باستخدام نظرية االنتقاالت الكبيرة -
من 20/1اي آل خطوة توافق ( number of substeps= 20:عدد التقسيمات الفرعية -
.)الكلي الحمولة
هذا يعني ان (maximum number of substeps =1000عدد التقسيمات األعظمي -
هذه القيمة ال على التعيين طبعا، خطوة 1000لم يتقارب الحل خالل إذاالبرنامج سيتوقف
)م ان تكون اآبر بكثير من عدد الخطوات الفرعيةالمه
.All solution itemsخراجات التحقق ان آل النتائج ستكتب في ملف اإل -
:تبدو النافذة لديك آما يلي أنيجب
77
) 111(الشكل
'Nonlinear'ننتقل لخانة
هذا يساعد على التقارب ( 'Line Search is 'Onل خيار البحث الخطي مفع أنالتحقق -
).3لمزيد حول هذه الطريقة راجع الفصل, رافسون -وفق طريقة نيوتن
. 1000= ىعدد مرات التكرار العظم-
:تبدو النافذة لديك آما يلي أنيجب
) 112(الشكل
78
:الحموالت - 6
:وثاقة 1نجعل النقطة : شروط االستناد-
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On
Keypoints>> selelct KP1 >>All DOF
:الحموالت المطبقة
ونطبق ( yبعكس اتجاه المحور 50000 هنا اولنفرضه ةالمحوري ةالمرآز الحمولةنطبق
) .Xبعكس المحور 250 االعمود على التحنيب ولنفرضه إلجبار ةصغير أفقية حمولة
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment >
On Keypoints>>select KP2 >>Fx=-250,Fy=-50000.
:يبدو العمود آما بالشكل أنيجب
) 113(الشكل
:التحليلأمر - 7 Solution > Solve > Current LS : مر التحليلأنعطي
:رب آما بالشكلاتظهر على الشاشة مخططات التق وبعد انتهاء التحليل يجب ان
79
) 114(الشكل
:النتائج- 8
لكن هنا نحن نهتم ، السابقة باألمثلةاالجهادات بالعمود آما هو يمكن عرض شكل التشوه و
.ألعلى العمود لمعرفة متى يحصل التحنيب الشاقوليبمعرفة العالقة بين القوة واالنتقال
: نتائج التحليل الزمني -
فيظهر مربع Main Menu > TimeHist Postproنفعل مربع التحليل الزمني من -أ
:آما بالشكلبشكل تلقائي المتغيرات
)Main Menu > TimeHist Postpro > Variable Viewerنفعله من لم يفعل تلقائيا إذا(
) 115(الشكل
80
فيظهر مربع الموجود في السطر األعلى لمربع المتغيرات ADD نضغط على زر -ب
خر نختار منهآ
Nodal Solution > DOF Solution > Y-Component of displacement
. Variable name في خانة UY-2ونسميه
) 116(الشكل
OKيظهر مربع االختيار فننقر على أعلى نقطة بالعمود ومن ثم OK وبالضغط على
ونسميه yنضيف متغير جديد بنفس الطريقة لكن هنا نختار رد الفعل بالمسند باتجاه -ج
FY_3:
Reaction Forces > Structural Forces > Y-Component of Force
.فيظهر مربع االختيار ونختار منه النقطة السفلية للعمود
وفي السطر X- Axis نعود لمربع المتغيرات ونضع على الدائرة الموافقة لعمود - د
).المحور األفقي يعبر عن القوة أي( FY_3الموافق
:يجب ان يبدو مربع المتغيرات آما يلي
81
) 117(الشكل
. في النافذة في مربع المتغيرات ومن ثم ننقر على زر المخطط UY_2ننقر فوق -
: الجديدة في حالة لم يتم ذلك تلقائيا األسماءونقوم بعملية تحديث للمخطط حتى يعتمد
وهي ( منه يظهر المخطط على الشاشة ويمكن بسهولة هنا معرفة القوة الالزمة للتحنيب
.)4000بحوالي
) 118(الشكل
82
:) 7 ( لول ــغري حم ن ــمتري -
وانظر تأثير ذلك على القوة الالزمة الخطية مرنة اعد حل المثال السابق لكن بجعل المادة
.للتحنيب
مادة مرنة متجانسة أواللكن عند تعريف المادة نعرف يتم ذلك بنفس الخطوات السابقة تماما :التشوه للمادة آما يلي -اإلجهادعامل المرونة وبواسون ومن ثم ندخل منحني من خالل
:مواصفات المادة المرنة إدخال -
Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural >
Linear > Elastic > Isotropic >>>>
i. Young's modulus EX: 75e3 ii. Poisson's Ratio PRXY: 0.3
)من نفس المربع ( مواصفات المادة المرنة الالخطية إدخال - 2
Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural >
Nonlinear > Elastic > Multilinear Elastic ندخل القيم ونضغط ( التشوه آقيم ثنائية – اإلجهادفيظهر المربع بالشكل التالي ندخل فيه منحني
ADD وفي النهاية نضغط النقطة التالية إلدخالسطر جديد إلضافةOK( :
) 119(الشكل
83
النقطة الثانية في المخطط يجب ان تتوافق مع قيمة انتبه ان( ويمكن اعتماد المنحني التالي
:)عامل المرونة المدخلة سابقا
) 120(الشكل
84
): 8 (ال ـــــــــــــــاملث -
:مواصفاته آما يلي ،معدنياسطواني مسند ) 121(يبين الشكل
cm 0.5=نصف قطر االسطوانة
cm1= طول االسطوانة
2cm=طول المكعب
1cm=المكعبعرض
0.75cm= سماآة المكعب
0.2= معامل االحتكاك بين االسطوانة والمكعب
خطأ مصنعي يجعل المسافة بين الناتجة عن بالمسند و ميسس –يطلب إيجاد إجهادات فون من المطلوب cm0.05الجزأين العلويين أقل بـ
) 121(الشكل
85
:احلــــــــــــل
: لدينا اختيار نوع المسألة - 1
ANSYS MainMenu select Preferences>>>>>Structural
)122(الشكل
:اختيار نوع العنصر ومادته - 2
Solid 8 node 185: نوع العنصر -1- 2
)123-1(الشكل
86
) 123 -2(الشكل
: مادة مرنة خطية -2- 2
)124(الشكل
:الرسم - 3
.السفلينستفيد من خاصية التناظر ونرسم فقط النصف
مكعب وثم نرسم اسطوانة ومن ثم أوالنرسم : يمكن تلخيص عملية الرسم آما يلي
.نطرح االسطوانة من المكعب وثم نعود لرسم نصف االسطوانة فوق العنصر الناتج
87
: رسم مكعب -
ANSYSMainMenu select,Preprocessor >Modelling >Create>
Volums> Block>ByDimensions >>> input dimension
)125(الشكل
: سطوانةاال نصف رسم -
ANSYSMainMenu select,Preprocessor >Modelling>Create>
Volums> Sylinder>ByDimensions >>> input dimension
)126(الشكل
.)127( فنحصل على الشكل التالي
88
)127(الشكل
لتجزئة overlapطبعا هنا حصلنا على عنصرين حجمين متراآبين لذلك سنستخدم أمر
منطقة التراآب والثاني يتبع للحجم األول خارج منطقة التراآب األول(الحجمين لثالثة حجوم
راجع ( نريدها وثم سنقوم بحذف الحجوم التي ال) والثالث للحجم الثاني خارج منطقة التراآب
.overlap)لمزيد حول 3الفصل
:الحجوم على الشاشة أرقامية سنظهر افي البد
UtilityMenu > PlotCtrls > Numbering>> and checking appropriate
box toactivate VOLU
: Overlapنطبق أمر -
ANSYS MainMenu select Preprocessor > Modelling > Operate
Booleans>Overlap>Volumes
ليتم تحويل الحجمين لثالثة OKعلى الشاشة نختار الحجمين ونضغط ،فيظهر مربع االختيار
.حجوم
:نريدهما من خالل نحذف الحجمين اللذين ال اآلن
ANSYSMainMenu select Modelling > Delete > VolumeandBelow.
. OKفيظهر مربع االختيار لحذف الحجمين فنختارهما ونضغط
89
)128(الشكل
فيظهر على الشاشة لدينا الحجم المطلوب
)129(الشكل
:ونرسم نصف االسطوانة اآلننعود
)129(الشكل
90
من أجل تطبيق عنصر ربط باتجاه المكعب ( Yلها باتجاه المحور اإلزاحةونقوم بعملية
Contact (
ANSYSMainMenu select Modelling > Move/Modify >Volumes
فنختار االسطوانة عملية النقل له إجراءفيظهر مربع االختيار الختيار الحجم المطلوب
yوفق المحور 0.05-يظهر مربع لتحديد قيمة االنتقال فندخل OKوبضغط
)130(الشكل
)131(الشكل
91
:لتقسيما - 4المنتظم آما يتيح و التقسيم أ يتيح البرنامج عدة طرق للتقسيم ابتداء من التقسيم الحر
أي نقسم مثال حدود مكعب مثال وفق عدد معين ثم (طريقة التقسيم بطريقة السحب
)نقسم المكعب انطالقا من تقسيمات الحدود
:التقسيم أدواتنظهر مربع
ANSYSMainMenu select Preprocessor>Meshing>MeshTool
الحجمي وفقا لذلكم نقسم العنصر وط وثخطثالثة سنقسم بداية
في األفقيينفيظهر مربع االختيار فنختار المستقيمين خيار المستقيم أمام SET إعداداتنختار
فيظهر مربع تحديد حجم التقسيمات الشكل ) 132(آما بالشكل OKاالسطوانة ونضغط
3فنختار عدد التقسيمات مساو ) 133(
)132(الشكل
92
)133(الشكل
.4آرر نفس الطريقة السابقة لكن اختار المستقيم المنحني واختار عدد التقسيمات
Hex/ Wedgeواختيار عناصر موشورية Sweepبعد ذلك نختار تقسيم الحجوم باستخدام
فيتم تقسيم العنصر Pick Allمربع االختيار فنضغط يظهر Sweepوبالضغط على زر
)135(ليظهر آما بالشكل
)134( الشكل
93
)135(الشكل
:عنصر الوصل - 5
ط بين سطحين وطبيعة اف ارتبريتع يتيح البرنامج معالج عناصر الوصل والذي يمكن من خالله
.العالقة بينهما
ANSYSMainMenu select Preprocessor>Modeling>Create > Contact
Pair
:الزاوية اليسارية العلويةفيظهر مربع مدير عناصر الوصل ونختار معالج عناصر الوصل من
)135(الشكل
94
يتم تعريف عنصر الوصل عبر تحديد السطح الهدف وثم تعريف سطح الوصل ومن ثم تعيين
.مواصفات عنصر الوصل
بالضغط على ) ) ليس مطلق الصالدة(لين –حجمي عنصر( نختار سطح الهدف أوال
Pick Target كعب ونضغط فيظهر مربع االختيار فنختار المOK فنعود لمربع المعالج
سطح - وصل سطح(وبالضغط عليه ننتقل لصفحة جديدة ونختار NEXTونالحظ قد تفعل زر
ونعود OKليظهر مربع االختيار فنختار االسطوانة ونضغط ...Pick Contactونضغط )
لدينا فندخل معامل االحتكاك ننتقل لصحة خواص عنصر الوصل NEXTللمعالج وبالضغط
ونعدلها آما Optional Settingsو بالضغط على زر األوليونفعل تضمين االختراق 0.2
Finishوبالنهاية للقبول Createنعود للمعالج فنضغط OKوبالضغط على ) 139(بالشكل
.للخروج من المعالج ونخرج من مربع مدير عنصر الوصل
.
)136(الشكل
95
)137(الشكل
96
)138(الشكل
)139(الشكل
97
:االستناد - 6
لقد تمت نمذجة نصف االسطوانة وبالتالي نعطي شروط استناد متناظرة على السطوح العلوية
:للنموذج لدينا أي
ANSYS MainMenu select Solution >DefineLoads>Apply> Structural
> Displacement > SymmetryBC >OnAreas
OKفيظهر مربع االختيار فنختار السطوح الثالث العلوية ونضغط
)140(الشكل
:نطبق شروط استناد على السطح السفلي للمكعب لدينا من خالل
ANSYS MainMenu select Solution >DefineLoads>Apply> Structural
> Displacement > OnAreas
فيظهر مربع اختيار درجات OKمربع االختيار فنختار السطح السفلي للمكعب ونضغط فيظهر
OKونضغط ALL DOFالحرية فنختار
:التحليل - 7
:من األمر ،خيارات التحليل أوالنغير -
ANSYSMainMenu select Solution >AnalysisType > Sol’nControls
98
) :141(ونضع الخيارات آما بالشكل
)141(الشكل
:التحليل من خالل أمرنعطي -
ANSYS MainMenu select Solution>Solve>CurrentLS
:النتائـــج - 8
بعرض النتائج لكامل المسند نطيق أوالقد نمذجنا فقط نصف المسند ونح نرغب أنناباعتبار
. األمر
UtilityMenu select PlotCtrls > Style > SymmetryExpansion
Periodic/CyclicSymmetry
:XZفنختار انعكاس حول المحور ) 142(فيظهر المربع الموضح بالشكل
99
)142(الشكل
UtilityMenu,Plot>Elements :نظهر الشكل على الشاشة
)143(الشكل
:لعرض االجهادات
:نتحقق من الخطوة المطلوبة :أوال
NSYS MainMenu select GeneralPostproc> ReadResults A
>ByLoadStep
100
)144(الشكل
)4ميسس انظر الفصل - لمزيد حول فونل(ميسس للمسند -جهادات فونإعرض
ANSYSMainMenu select GeneralPostproc>PlotResults> ContouPlot
>NodalSolu >>> stress> von mises.
)145(الشكل
101
)146(الشكل
102
:) 9 (حملــــــــــول مترين غري -
، شد من الطرفين وتحتوي على فتحة ىخاضعة لقو معدنية صفيحة )147( يبين الشكل
.لمتشكلة بالصفيحةا العظمىجهادات اإل إيجاديطلب
)147(الشكل
:مستوية لذلك نعرف العنصر أجهاديةيمكن تعريف العنصر آحالة -
Preprocessor > Element Type > Add > Solid > Quad 4 node 42
(PLANE 42)>Apply >>>> Options.... Keyopt 3 = Plane stress.
من خالل إدخال نقاط مرجعية لرسم ، باالستفادة من التناظر يكفي رسم ربع الصفيحة -
مساحة من خالل المستقيمات والقوس ومن ثم نجعل المنطقة التي تحصرها المستقيمات
:األمر
Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Arbitraly > By lines>Pick all the lines >OK.
)148(الشكل
103
:) 10 (مترين غري حملــــــــــول -
:يطلب استعراض توزع الحرارة ضمن صفيحة معدنية تبعا الختالف الحرارة على حدودها
)149(الشكل
بعد تعيين معامل بواسون ومعامل الحرارة: يجب تعريف ناقلية المادة للحرارة -
)150(الشكل
:لتعريف الحرارة على حدود الصفيحة -
104
)151(الشكل
105
الثالثالفصل
كررةــــــئلة متــــــأس
106
لهذه الطريقة؟ األساسيةمتى ظهرت طريقة العناصر المحدودة وماهي خطوات الحساب - 1س
:ظهور طريقة العناصر المحدودة -
لكن هذه الطريقة لم ، حول طريقة عددية لحل مشكلة الفتل بالعناصر ةظهرت مقال 1943عام
.تلق االنتباه واالهتمام حينئذ واعتبرت طريقة غير عملية بسبب غياب الحواسب الرقمية عندها
، دت الدراسات في مجال المالحة الجوية لظهور طريقة العناصر المحدودةأ 1950في عام
والذي ال يمكن استخدام نظرية الجائز ( حيث ظهرت عدة مقاالت لحساب جناح الطائرة المثلثي
تطورت هذه الطريقة . 1960هذه الطريقة اسمها الحالي عام وأعطيت، )التقليدية لحسابه بدقة
-انتقال حراري( أيضا إنشائيةلحواسب وأثبتت فعاليتها بعلوم غير بشكل آبير بعد انتشار ا
مقالة وآتاب عن هذه ) 40000(آان حوالي التسعينياتبحلول منتصف ...). المغناطيسية
.الطريقة قد نشرت
:خطوات الحساب االساسية -
والتشوهات و توجد ثالثة أنواع من المجاهيل هي االنتقاالت إنشائيةنعلم أنه في أي مسألة -
هذه المجاهيل مترابطة مع بعضها وبحيث انه يمكن معرفة التشوهات و إن.الجهادات إ
تنطلق طريقة الحساب . جهادات بمعرفة آيفية انتقال المنشأ تحت تأثير الحموالت المطبقةاإل
ة وهي معادالت يمكن معرف(من افتراض معادالت لتوابع االنتقاالت وفق نظرية المرونة مثال
هذه المعادالت تحتوي ثوابت ويكون الحل هو البحث ). فيها إحداثياتهاانتقال أي نقطة بتعويض
من البحث عن فبدال، من هنا جاءت فكرة طريقة العناصر المحدودة . عن ثوابت هذه المعادالت
قة عند آل عقدة من العال) قيمة االنتقال(معادلة االنتقاالت نبحث عن قيمة معادلة االنتقال
وبعد معرفة قيمة االنتقال لكل عقدة يمكن الحصول على ) االنتقال* القساوة = القوة(المعروفة
. جهاداتاإل شكل االنتقال في آامل المنشأ و التشوهات و
:يمكن تلخيص خطوات العمل وفق هذه الطريقة بمايلي
:يقوم المهندس
.نمذجة المنشأ وتقسيمه لمجموعة من العناصر •
طريقة وقيم الحموالت المطبقةتحديد •
)ان وجدت(تحديد طريقة االستناد للمنشأ •
:يقوم البرنامج
107
حساب مصفوفة القساوة الجزئية لكل عنصر •
أي تجميع مصفوفات القساوة الجزئية للعناصر للحصول ربط العناصر معا •
).K(على مصفوفة القساوة الكلية للمنشأ
.R)(العام تجميع الحموالت في شعاع الحموالت •
انتقاالت عقد المنشأ (D) حيث تمثل (R=K*D)حل المعادالت العامة •
.المجهولة
جهادات وبالتالي مخططات القوى اإل بعد حساب انتقاالت العقد يتم حساب التشوهات و
.الداخلية
----------------------------------------------------------------------------
108
آيف اختار بين العناصر الخطية والعناصر ذات المستوى األعلى ؟ - 2س
الخطية :يحتوي على نوعيين من العناصر السطحية والحجمية ANSYSبرنامج الـ إن
:آما هو موضح بالشكل التالي .والتربيعية
لكن . نشائيةاإلت ان العناصر الخطية تعطي نتائج صحيحة بوقت معقول من أجل معظم الحاال
في ) المثلث في الحالة الثنائية والهرم للعناصر الحجمية(المتدهورة اإلشكاليجب تجنب
استخدام العناصر الخطية بشبكة ه يفضلوحتى من أجل القشريات المنحنية فإن.المناطق الحرجة
باستخدام اإلنشائيأما من أجل التحليل .من استخدام العناصر التربيعية بشبكة أخشن بدالناعمة
.العناصر ذات الشكل المتدهور فإن العناصر التربيعية تعطي نتائج أفضل
جيدة بقدر فان العناصر الخطية تقريبا....) مغناطيسي، حراري ( إنشائيفي حالة التحليل الغير
. التربيعية وحتى العناصر ذات الشكل المتدهور مقبولة هنا
فإن العناصر التربيعية غير األمواجي حيث نهتم بدراسة انتشار في حالة التحليل الديناميك
. مفضلة بسبب عد توزيع الكتلة بشكل منتظم بالعقد
:آما يجب االنتباه عند استخدام عناصر الوصل عند استخدام العناصر التربيعية
109
المتكرر في رسائل الخطأ خالل التحليل ؟) ( Singular modeماهو مفهوم الـ - 3س
من الحل وبدال.نعلم انه يتم حساب مصفوفة القساوة في طريقة العناصر المحدودة عبر تكامالت
.الدقيق يتم اللجوء لطرق رياضية أشهرها طريقة غاوس
يسنح لنا هنا أن نوضح هذه الطريقة لكننا نقول انه من أجل حالة حصول نمط انتقالي يؤدي ال
غير قادرة على مقاومة نمط بح مصفوفة القساوةتص) حالة انتقال جسم صلد(لتشوه صفري
وهي حالة عدم استقرار حسابي ويعطي البرنامج رسالة خطأ .التشوه وبالتالي حدوث خطأ
.ويوقف التحليل
:تجد في بعض المراجع مصطلحات لهذه الحالة ولها نفس المعنى أهمها
(Instability,Suprious Singular Mode ,Zero-Energy Mode,Hourglass
Mode ,Kinematic Mode………………)
:أما أآثر األمور التي تسبب هذه المشكلة فهي
...مواصفات المواد مثل عامل مرونة صفري- 1
.عقدة أو أآثر غير متصلة بأي عنصر- 2
.توجد مساند ضرورية لمنع حرآة جسم صلد ال- 3
.بين قساوة عناصر متصلة أحيانا قد يسبب ذلك نمط صفري جدا اختالف آبير- 4
.من النموذج غير آافي لمقاومة الحموالت المطبقة حالة ميكانيزم بسبب أن جزء- 5
انخفاض صالبة الجزء الخاضع آانت إذاهذا ممكن .( خضع للتحنيب جزء من المنشأ- 6
)آلية معدومة أو أقل لصالبة أدىللتحنيب
المساند أو االتصاالت وصلت لصالبة صفرية وبالتالي فأن أنالالخطي وبحالة في التحليل - 7
.جزء منه أصبح غير مسنود أوالمنشأ
110
للمنشأ ؟ معادلة التوازن العامة ماهي -4 س
للعمل الوهمي األساسيالمبدأ من خالل التوازن العامة للمنشأ الحصول على معادلةيمكن
فان زيادة U)( لطاقة التشوه الداخلية) وهمية(من اجل زيادة صغيرة بأنهيمكن تلخيصه والذي
:أي (V) مماثلة يجب ان تحدث في العمل الخارجي من قبل الحموالت المطبقة
التشوهات –جهادات ناتج من عالقة اإل األولان الطاقة الداخلية يمكن اعتبارها مؤلفة من جزأين
والثانية ناتجة بحالة حرآة سطح ) جهادات خالل زيادة التشوهوآأنها العمل الذي تقوم به اإل(
أما العمل الخارجي فيمكن تقسيمه ) األساساتمثل حالة (باتجاه مساند موزعة على هذا السطح
والثانية من ) والناتجة بحسب نيوتن من تسارع آتلة(ناتج عن قوة العطالة األول أقساملثالثة
. والثالثة ناتجة من عمل القوى المرآزة بالعقدتأثير القوة الموزعة على سطح
والتعويض التشوهات –عالقات االنتقاالت و التشوهات–جهادات باالستفادة من عالقات اإل
:بمعادلة العمل الوهمي نحصل على المعادلة الشهيرة للتوازن
.للعناصر مصفوفة القساوة: [Ke] حيث
[Kf] :مصفوفة القساوة لألساسات.
{Fth} : شعاع حموالت الحرارة على العنصر .
[M] :مصفوفة آتل العناصر.
{U..} :شعاع التسارع.
{FPR} :شعاع حموالت الضغط.
{Fnd} :شعاع حموالت المرآزة على العقد.
111
اين يجب استخدام التحليل الالخطي ؟ - 5س
انه بأي من الحاالت التي تكون فيها القساوة والقوى متعلقة مع االنتقاالت بشكل مختصر نقول
:بمايليالحاالت هذه فإننا نحتاج التحليل الالخطي ويمكن تلخيص أهم
قبل حصول المنشأ اهحمولالذي ممكن أن يت ىالعظم الحمولة يه ما :تحليل المقدرة •
.االنهيار
.عندما يكون العامل األهم بالمسألة هو التحكم باالنتقاالت :تحليل االنتقاالت •
.النقطة الحرجة لحصول الالستقرار إيجاد :تحليل االستقرار •
معادالت التشغيل من أجل العناصر النحيفة عندما تختلف إيجاد :تحليل شكل الخدمة •
).آما في حاالت الكابالت(مرحلة التصنيع عن مرحلة االستثمار
تحت تأثير األمانبعد النقطة الحرجة لتقييم حملقوة الت إيجاد :ة المتبقيةتحليل القدر •
.غير اعتيادي حمولة
تحليل يجمع بين تحليل القدرة واالستقرار عندما يكون هناك زيادة :تحليل تتابع االنهيار •
).بيتونيمثل حالة تطور الشقوق في جائز (في االنهيار متواصلة
:الالخطية الهندسية يجب بشكل أساسي التمييز بين الالخطية المادية و
:الالخطية المادية -
ما وعادة، التشوهات هي عالقة الخطية –جهادات نقصد بالالخطية المادية ان عالقة اإل
جهادات تتعلق بتاريخ التشوه بقدر اإل أنأي (مع الطريق المتبع مرتبطةالعالقة تكون تلك
.)مع التشوه نفسه ما تتعلق
البيتون ، ) آما بحالة سلوك المطاط(الخطي - سلوك مرن،الزحف ، اللدونة : آما بحاالت
......عند أخذ التشققات والتحطم
:الالخطية الهندسية -
أثناءفي المنشأ او مكوناته والناتجة عن تغير الشكل الالخطية الهندسية هي الالخطيةبنقصد
وبالتالي فان ، مبسط تكون مصفوفة القساوة متعلقة باالنتقاالت آخربمعنى ، االنتقال
.حصول دوران في المادة أومصفوفة القساوة تتغير بسبب تغير الشكل
112
الحسابية المثالية األشكالهي الستجابة المادة الالخطية وما األساسية األشكالهي ما – 6س لها؟
:الستجابة المادة الالخطية بالحاالت التالية األساسيةشكال يمكن تصنيف األ
نموذج المرن الخطي -أ
النموذج الدن -ب
Viscoelastic لزج - مرن نموذج -ج
Viscoplastic لزج -لدننموذج - د
:التالية باألشكالالحسابية المثالية لسوك المواد الالخطي فهي آما الطرقأما
113
114
وميسس -جهادات فونإنجد االجهادات في صفيحة معدنية مثالخالل استعراض – 7س االجهادات ؟ فائدة هذه ما ضمن الخيارات تريسكا اتجهادإ
جهادات من المعروف انه بالحالة العامة ال يمكن الحكم على وصول منطقة للدونة من خالل اإل
حكمها مثل حالة جائز المحور أو مافي أحاديةويستثنى من ذلك الحاالت -وفق محور واحد
باهمال التشوه و منعطف يحقق فرضية المقاطع المستوي قبل التشوه تبقى مستوية بعد
فوق أليافجهادات باالتجاه العمودي للجائز يصبح وآأن هذا الجائز مؤلف من مجموعة اإل
للمعدن السيالن إجهادالناظمي في الليف الطرفي مع اإلجهادبعضها ويمكن هنا بسهولة مقارنة
لذلك فانه هناك معايير للحكم حول وصول منطقة للدونة بالحالة الفراغية -والحكم مباشرة
.ميسس ومعيار تريسكا –معيار فون أشهرها جهادات ولإل
: طاقة التشوهمعيار
مع اتجهادلإلعندما تتساوى آثافة طاقة التشوه بالحالة الفراغية ثحيث ينص بأن اللدونة تحد
:المحور أحاديةحالة الطاقة الموافقة للدونة بال تلك
:تعطى عالقة الطاقة بالحالة الفراغية بالعالقة
) Y)(السيالن إجهاد إلى اإلجهادوعند وصول (المحور أحاديةوتصبح بالحالة
:وبمساواة العالقتين السابقتين نحصل على شرط اللدونة
المكافئ اإلجهادقيمة السيالن حيث يعطى ىإلالمكافئ اإلجهادوصل إذاأو بمعنى أخر
: بالعالقة
115
:ميسس –معيار فون
تؤثر بوصول المقطع أنجهادات التي ال تؤدي لتغيير بالشكل ال يمكن اإل أنوجد بالتجربة
ل عن التغير الحجميئواألول مس لجزأينلذلك اقترح فون ان يتم تجزئة طاقة التشوه . للدونة
.لطاقة التشوه الشكلي فقط والثاني عن التغير الشكلي واقترح ان معيار اللدونة أن يكون وفقا
:حيث
:يعطى بالعالقة K حيث المعامل
طاقة التشوه الشكلي بالحالة الفراغية مع تلك في الحالة احادية المحور عند بمساواةوبالمثل
:بالحالة الفراغية حدوث اللدونة نحصل على شرط التلدن
116
السيالن إجهاد إلىالمكافئ اإلجهادأو بشكل مكافئ عندما يصل
:معيار تريسكا -
مساوية لتلك ىالقص العظم إجهاد ينص بان اللدونة تحدث بالحالة الفراغية عندما تصبح قيمة
.المحور أحاديةالموافقة لحدوث التلدن بالحالة
:المحور عند اللدونة أحاديةبالحالة ىالقص العظم إجهاد
:بالحالة الفراغية ىالقص العظم اتإجهاد
:وبالتالي بالمساواة نجد معيار تريسكا
117
:يبين الشكل المعايير بالحالة الثنائية المحور
----------------------------------------------------------------------------
هل ذلك يدل الجائزفي قطاعد ان التشققات ال تظهر آانجخالل تحليل جائز بيتوني ن - 8س على خطأ بالنموذج ؟
سنتحدث بشكل مفصل وآبير عن نمذجة البيتون المسلح وفق البرنامج بالجزء الثاني انشاهللا
:لكن مبدئيا نقول
ألن شكل الشق سيتبع غقد ان طريقة نمذجة الشقوق آانقطاع بالمادة هي طريقة قديمة وذلك
لذلك تمت تطوير طريقة . تقسيم للنموذج سيتغير اتجاه الشق إعادةالشبكة وبالتالي من أجل آل
من يعتبر الشق آانقطاع بمسار االجهادات بدال: التشققات الموزعة والتي باختصار هنا نقول
غير مادة إلىجانسة أي عند حدوث الشق تتحول مادة البيتون من مادة مت. انقطاع المادة
لذلك ال توجد مشكلة بالنموذج لديك اذا آنت تستخدم الطريقة االفتراضية . متجانسة الخواص
. بالبرنامج
)1975 رانكين -معيار ويليام( ويبين الشكل التالي معيار االنهيار المعتمد بالبرنامج للبيتون
118
في رافسون المعدلة –وطريقة نيوتن R)-(Nرافسون –لفرق بين طريقة نيوتن ما – 9س ؟الحساب
رافسون من الحل بطريقة التكرار المتتابع ويكمن الخالف األساسي بين –تنطلق طريقة نيوتن
بين بالحالة الثانية الطريقتين أنه بالحالة األولى أن القساوة المماسية تعدل من أجل آل خطوة
.حساب تزايد االنتقال المطلوبتبقى القساوة المماسية نفسها بكل خطوة ل
:يلي خوارزمية الحساب بالطريقتين نبين فيما
:رافسون - طريقة نيوتن
119
:رافسون المعدلة - طريقة نيوتن
:يمكن الرجوع للمراجع الخاصة لمعرفة بعض الطرق األخرى الهامة مثل -
. ....)(BFGS , arc-length method
----------------------------------------------------------------------------
120
ما هي العناصر الغير منتهية؟ -10س
حالة مثال. بعض المسائل يكون من الصعب تحديد شروط االستناد بشكل واضح نصادف أحيانا
الستناد على محيط جزء استناد بالطة على وسط ترابي فانه من الصعب معرفة مكان وشروط ا
من شروط االستناد المعروفة منها لذلك نستعين هنا بهذه العناصر بدال
( Transient Problems) هذه العناصر ال تستخدم بالتحليل الزمني أنمن المهم معرفة
----------------------------------------------------------------------------
مرآز على عنصر سطحي لكن ذلك يؤدي لحدوث ترآيز عالي حمولةأريد تطبيق -11س باإلجهادات وحصول تلدن غير صحيح؟
. المرآز لمجموعة أحمال مطبقة بالعقد الحمولةل يحوتعملية تقسيم بهذه المنطقة و ل يمكن اللجوء
:موزع مكافئ آما بالشكل حمولةالمرآز ل الحمولةوتوجد طريقة أخرى من خالل تحويل
121
من المسند العادي؟ بنابض ذو صالبة آبيرة بدال هل يمكن االستعاضة دوما -21س
.إن عملية االستبدال يجب أن تكون بحذر ألنها قد تسبب خطأ خالل التحليل
إن عملية استبدال المسند المتدحرج بنابض وفق . بالشكل التاليالشبكي الموضح لنأخذ مثاال
ألن النابض ذو الصالبة (ill- conditioning)نفس المحور سوف يسبب حالة ضرر
).الشبكي(بعنصر أقل قساوة منه بكثير الكبيرة أصبح مسنودا
.ألن ذلك يخالف شروط المسألة ) C( وال يمكن االستعاضة عنه بالحالة
أي االنتقال الصغير (الحل هنا يكون ببساطة من خالل تحويل مسألة فرق الصالبة الكبير أن
بحيث تنطبق على ) (Aأي نقوم بتدوير المحاور المحلية للعقدة. لحالة استناد ) الناتج عند العقدة
.وبالتالي تصبح قيمة انتقال العقدة ةفق محورها معدومة تقريبا )(dمحور النابض آما في
122
؟ ANSYSنواع التحليل التي يمكن أن يقوم بها برنامح أماهي -31س
العلوم الفيزيائية و العلوم : في بيئة البرنامج ضمن المجاالت التالية اإلنشائييتوفر التحليل
و مجاالت البحث العلمي و االحتراف و تتوفر في البرنامج ستة اإلنشائيةالميكانيكية و الهندسة
، حيث تكون المجاهيل الرئيسية في التحليل هي درجات اإلنشائيرئيسية من التحليل أنواع
، و تحسب باقي المقادير مثل التشوهات و االجهادات و )االنتقاالت ( الحرية في عقد النموذج
االنتقاالت في العقد و تظهر هذه المقادير حينئذ على شكل متحوالت إيجادبعد األفعالردود
:هي األساسيةالتحليل أنواع ،برنامجخرج في ال
Static Analysis:التحليل الستاتيكي •
تأثير بإهماليحسب هذا النوع من التحليل تأثيرات ظروف التحميل الثابتة على المنشأ
نشآت في ظروف تحميل متغيرة مع التحليل يتضمن تحليل الم أن إالالعطالة او التخميد
تم تقريب و مكافئة هذه الحموالت المتغير مع إذا أوالزمن اذا آانت هذه التغيرات طفيفة
و يحدد التحليل الستاتيكي االنتقاالت و االجهادات و التشوهات . الزمن بحموالت ثابتة
أخرىبعبارة أوو تعرف ظروف التحميل الثابتة القوى في عناصر المنشأ إلى باإلضافة
أنمع مرور الزمن، يمكن للتحليل الستاتيكي ببطءتتغير أنهاالحموالت الستاتيكية على
.للمادة أوال خطي الذي بدوره قد يكون تحليل الخطي هندسي أويكون خطي
Modal Analysis):الشكلي ( التحليل النمطي •
االستجابة للمنشأ، و يعتبر هذان أنماطيحسب هذا النوع من التحليل التردد الطبيعي و
آما أنهما مطلب . الديناميكية األحمالالمخرجان آثوابت هامة عند تصميم المنشأ لمقاومة
التحليل أوالتحليل التوافقي أودقة مثل التحليل الطيفي أآثرتم القيام بتحليالت إذارئيسي
. الديناميكي
Harmonic Analysis:التحليل التوافقي •
استجابة المنشأ تجاه الحموالت المتغيرة مع الزمن و إليجاديعتمد هذا النوع من التحليل
بشكل توافقي، و آما هو معروف آل حمولة ذات تعاقب ثابت سوف تنتج استجابة ذات
التحليل التوافقي لالستجابة أنفي المنشأ و تدعى حينئذ استجابة توافقية، أيضاتعاقب ثابت
الثابت و بذلك يتم تقدير آفاءة التصميم يزود المصمم بقدرة على التنبؤ بالسلوك الديناميكي
من التأثيرات الناجمة عنها، و يعتبر هذا أخرى أشكال أيفي مقاومة الطنين و الكالل و
التحليل انه تقنية تستخدم لتحديد االستجابة ثابتة الحالة للمنشأ ذات السلوك الخطي عند
ني جيبي، و متحوالت تعرضه لمنظومة حموالت تتغير قيمها مع الزمن على شكل منح
االستجابة التشوهية للمنشأ و االنتقاالت و يمكن ترجمة أساساالخرج من هذا التحليل هي
123
هذه المخرجات على شكل منحني بياني لتغير االنتقاالت مع الزمن، و تتحول هذه
جهادية عند الحالة اإل إيجادالمخرجات على شكل معطيات مفيدة في التصميم عندما يتم
.التحميل أطوارو خالل آافة للمنشأجابة الردية القصوى االست
Transient Analysis):االنتقالي( التحليل الديناميكي •
اسم التحليل الزمني التاريخي، و هو عبارة عن تقنية تستخدم أحيانايطلق على هذا التحليل
الحموالت المتغيرة مع إشكالشكل من أيتحت تأثير لتحديد االستجابة الديناميكية للمنشا
الزمن ضمن مجال يكون فيه تأثير العطالة مع التخميد في المنشأ معتبرا، و بذلك يستطيع
التشوهات و االجهادات و إلى باإلضافةالمصمم من ايجاد االنتقاالت المتغيرة مع الزمن
.القوى في المنشأ
Spectrum Analysis:التحليل الطيفي •
التحليل الزمني أوو يستخدم في هذا التحليل النتائج المستخلصة من التحليل النمطي
التاريخي و يوظفها في طيف استجابة معروف مسبقا و ذلك لحساب االنتقاالت و االجهادات
حمولة أو أرضيةالت المتغيرة عشوائيا مع الزمن قد تكون هزات هذه الحمو. في النموذج
البحرية آما يمكن ان تكون حموالت ناتجة عن دفع األمواجحموالت ناجمة عن أورياح
يعتبر هذه التحليل آامتداد للتحليل . اهتزازات ناتجة عن محرك صاروخ أوالمحرآات
الناتجة عن طيف االستجابة او اهتزازات االجهادات و التشوهات إيجادالنمطي يستخدم في
.و ذبذبات عشوائية
Buckling Analysis:تحليل التحنيب •
الحموالت المسببة للتحنيب و هي بالتعريف إليجادو يستخدم هذا النوع من التحليل
نمط التحنيب الموافق إيجادمنشأ غير مستقر آما يتم الحموالت الحرجة التي يصبح عندها ال
و هي بالتعريف الشكل المصاحب لالستجابة التشوهية للمنشأ و التحليل بمقدوره القيام
.بتحليل خطي و ال خطي
:باالضافة الى آل ما ذآربمقدور البرنامج تحليل معالم خاصة من سلوك المنشآت مثل
Fracture mechanics)قق ميكانيك التش( نظرية االنهيار -
Composite structuresالتشكيالت المختلطة -
fatigue )التعب( الكالل مع الزمن -
124
عند استخدام عناصر الوصل بين سطحين مثال يجب اختيار سطح الهدف وسطح -41س االختيار بين السطحين ؟ أسسماهي ، الوصل
:سنتحدث أآثر عن عناصر الوصل انشاهللا بالجزء الثاني لكن هنا نقول باختصار
المقعر يجب / المستوىآان لدينا سطح محدب فوق سطح مستو أو مقعر فإن السطح إذا •
.يكون السطح الهدفأن
آان لدينا سطح بتقسيم ناعم مقارنة مع السطح اآلخر فأن السطح ذو التقسيم األخشن إذا •
.يجب أن يكون السطح الهدف
آان أحد السطحين أقسى من اآلخر فإن السطح األقسى يجب أن يكون السطح إذا •
.الهدف
ذو الدرجة فإن العنصر 3D-Node-to- Surfaceبحالة استخدام عنصر الوصل •
.يجب أن يكون السطح الهدف (Higher –Order element)األعلى
فإن ) مثل حالة سطح يغلف سطح آخر(آان سطح أآبر بشكل واضح من اآلخر إذا •
.السطح األآبر يجب أن يكون السطح الهدف
----------------------------------------------------------------------------
؟ يوفر البرنامج عدة خيارات من أجل التعامل مع العناصر مالفرق بين تلك الخيارات -51س
:من خالل األوامرتتم تلك
Main Menu> Preprocessor> Modeling >Operate> Booleans>>>>
:التالية شرح آل خيار من الخيارات اإلشكالسنحاول من خالل
Intersect: -1
:التالية باإلشكالآما ة عن تقاطع العناصريخلق عناصر جديدة ناتج
125
126
127
--------------------------------------------------------------------
Add -2
:يدمج عنصرين معا لتشكيل عنصر واحد
----------------------------------------------
128
Subtract : -3
:اقتطاع عنصر من عنصر آخر وتشكيل عناصر نتيجة لذلك ويفيد في
129
130
131
Overlap -4
:يستفاد منه في جعل المناطق المشترآة عناصر جديدة
:Glue -5
:الخارجي لها يستفاد منه في ربط عناصر عند المحيط
132
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
انتهى الجزء األول
سامر عقيل.المهندس المدني
