Tes Simulasi tekanan dengan Abaqus

Postingan artikel Tes Simulasi tekanan dengan Abaqus ini awalnya diterbitkan pada blogs.3ds.com dari seorang support engineer dan konsultan analisis dengan SSA, beliau bernama Slawomir Polanski. Anda dapat membaca posting asli di situs blogs.3ds.com Numerical Simulations.

Berdasarkan Pengalaman Dalam hidup beliau, “saya” memiliki begitu banyak hobi sehingga sulit untuk menghitungnya. Skateboard adalah olahraga yang menjadi olahraga favorit saya. olahraga / skateboard ini sangat keren sehingga saya sampai menulis Tesis Sarjana saya tentang hal itu. Dalam tugas akhir ini, saya melakukan simulasi komputer dari seorang skater yang mendarat di atas skateboard. Itu sangat menarik bagi saya karena saya bisa melakukan eksperimen di skateboard tanpa merusak skateboard itu secara fisik.

Disertasi ini dibagi menjadi tiga tahap dan kompleksitas modelnya juga semakin meningkat. pada artikel di blog ini, saya akan mencoba menggambarkan proses pembuatan model tanpa masuk ke detail. Secara rinci, maksud saya tidak memberikan persamaan, istilah, dan hal rumit apa pun yang dapat membingungkan orang awam yang tidak memiliki pengetahuan tentang simulasi.

Untuk tujuan artikel ini, saya menggunakan software simulasi Abaqus versi student, yang tersedia gratis untuk siswa, pendidik, dan peneliti untuk penggunaan pribadi dan untuk pendidikan.

Eksperimen spesimen sederhana

Menganalisa skateboard bukanlah pekerjaan yang mudah karena geometrinya yang cukup rumit dan bahan yang tidak biasa digunakan untuk membangun dek. Secara tradisional, produsen menggunakan bahan komposit yang terbuat dari lapisan Maple Kanada, biasanya terbuat dari 7 sampai 9 lapisan. Saya memutuskan untuk membuat model pelat sederhana di komputer untuk memahami perilaku komposit ini. Untungnya, di rumah saya menemukan skateboard tua dari mana saya memotong sampel nyata. Setelah itu, saya menggunakannya dalam uji tekuk yang dilakukan di laboratorium profesional yang dibuat dari perangkat gym di rumah.

https://blogs.3ds.com/simulia/

Ide utama dari tes fisik adalah untuk menemukan hubungan antara defleksi geladak dan nilai massa yang digunakan untuk menimbang geladak. Dalam istilah teknik yang lebih, saya mencoba mencari perpindahan di bawah pembebanan yang diberikan. Pengukuran dilakukan oleh penggaris, sehingga data yang diperoleh mungkin jauh dari akurat. Namun, hasil kasarnya cukup untuk menilai apakah model numerik saya dapat diterima.

Sebelum saya pindah ke proses pembuatan model, saya harus menemukan sifat material yang penting dalam Analisis Finite Elemen. Pada tahap itu, saya menemukan Buku Pegangan Kayu yang sangat berguna yang menyajikan data material Maple Kanada (dapat ditemukan di sini https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fpl_gtr190.pdf). Menggunakan data dari sumber ini, saya membangun geometri cangkang di Abaqus dan menerapkan model material lamina padanya. Setelah itu, saya menempatkan pengekangan dan beban yang sesuai untuk meniru perilaku tubuh dari tes fisik. Hasil dari percobaan bisa anda lihat pada gambar di bawah ini.

Plot warna-warni tidak menunjukkan perilaku non-fisik yang merupakan pertanda baik. Selain itu, melihat grafik gaya-perpindahan dapat dilihat bahwa hasil model numerik tidak jauh dari uji fisik. Hal ini menunjukkan bahwa model material lamina dan sifat material dapat dianggap benar untuk penyelidikan lebih lanjut. Pada titik ini, ada baiknya menunjukkan betapa mudahnya mendapatkan hasil untuk data material yang berbeda. Dalam hal tes fisik, saya harus memotong beberapa sampel berbeda untuk digunakan dalam percobaan. Untuk simulasi numerik, hanya masalah mengubah beberapa variabel.

Tes Simulasi tekanan pada skateboard

Tahap lainnya adalah melakukan simulasi uji tekanan pada skateboard. Itu memungkinkan untuk memeriksa kekuatan deck di bawah beban statis. Itu juga merupakan tahap ketika bentuk sebenarnya dari skateboard yang diciptakan. Saya ingat, saya butuh beberapa saat sampai saya menemukan cara untuk memodelkan geometri dengan benar. Untungnya, di blog ini saya menggunakan scan 3D.

Saat menulis tesis, saya menemukan beberapa data dari eksperimen fisik yang tampaknya tidak tersedia lagi. Untungnya, saya menyimpan foto uji laboratorium dan hasil aslinya (di sini https://spolanski.github.io/blog/images/skate_graph.jpg). Penulis melakukan uji kekuatan empat deck, namun dia tidak menyebutkan jenis skateboard yang dia gunakan. Akibatnya, saya harus berasumsi bahwa struktur komposit saya sama dengan miliknya.

Meskipun beberapa asumsi dibuat pada awal simulasi, dapat dilihat bahwa hasil dari uji nyata dan numerik cukup dekat untuk dek dengan 9 lapisan. Ini juga menunjukkan betapa berharganya komposit dari sudut pandang teknik. Perubahan kecil pada struktur dek memiliki dampak besar pada properti kekuatan, sementara hampir tidak berdampak pada beratnya.

Saya melangkah lebih jauh dan memeriksa apa yang terjadi jika saya menggunakan sifat bahan plastik-elastis. Dengan kata lain, saya mencoba menggunakan model material, yang seharusnya memberikan hasil yang lebih akurat, tetapi lebih sulit bagi perangkat lunak untuk melakukan simulasi. Seperti yang disajikan di bawah ini, model material baru lebih cocok untuk pengujian sebenarnya.

Simulasi Drop test / uji jatuh

Pada tahap akhir, geometri manusia ditambahkan ke model, jadi saya bisa memodelkan perilaku dek di bawah pembebanan dinamis. Saya berasumsi bahwa seorang pemain sakteboard / skater seberat 70 kg melompat dari ketinggian 1 meter dan mendarat di skateboard dengan cara yang paling merusak. Animasi di bawah ini menyajikan di mana skateboard akan patah.

Untuk kasus pemuatan khusus ini, saya tidak memiliki data eksperimen untuk memeriksa apakah model numeriknya benar atau tidak. tetapi, saya dapat membandingkan gaya reaksi yang diperoleh dengan nilai dari uji tekanan statis. Dari simulasi statis, saya tahu bahwa deck harus patah di bawah beban 3000-4000 N. Melihat plot di bawah, dapat dikatakan bahwa ini terjadi di sini. Tepat setelah 4000 N nilai Gaya Reaksi mulai berfluktuasi. Ini adalah saat ketika skateboard mulai rusak.

Kesimpulan

Saya mencoba untuk lebih tepat dalam posting pertama ini, tetapi saya tidak dapat membuatnya lebih pendek dari itu. mungkin Ketika anda membacanya saya merasa seperti saya masih menyembunyikan beberapa informasi dari anda. Saya pikir mungkin lebih baik bagi anda non-insinyur untuk diperkenalkan dengan cara bertahap Itu sebabnya, jika Anda merasa ingin tahu lebih banyak tentang simulia abaqus, bisa langsung menghubungi kami PT Arisma Data Setia

Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.