در این مقاله سعی شده است که نحوه اعمال انواع شرایط مرزی بر ندها در محیط Mechanical ارائه شود.
جهت دسترسی به تمامی شرایط مرزی ندها که شامل دوران ندها (Nodal Rotations) نیز می شود(البته دوران ندها خود یک شرط مرزی به حساب نمی آید ولی بر نحوه اعمال شرایط مرزی تاثیر می گذارد) باید از طریق منوی باز شونده Direct FE که با کلیک بر روی سر شاخه تحلیل (Analysis branch) که در این شکل همان Static Structural می باشد، در دسترس قرار می گیرد، اقدام کرد.
نکته مهم درباره اعمال شرایط مرزی این است که این گونه شرایط مرزی فقط قابل اعمال به Named Selection ها هستند و نمی توان آنها را به مفاهیم هندسی اعمال کرد.
حال به عنوان اولین شرط مرزی به بررسی Nodal Orientation می پردازیم.
به کمک این قابلیت می توانیم جهت گیری ندهای یک مدل را به کمک یک دستگاه مختصات که از قبل برای همین کار ایجاد شده است، تغییر داد. به عنوان مثال، می خواهیم جهت گیری ندهای قرار گرفته روی سطح بیرونی مقطع یک لوله توخالی را تغییر دهیم. جهت انجام اینکار ابتدا برای ندها یک Named Selection به نام EndNodes (یک نام اختیاری) ایجاد کرده ایم و سپس یک دستگاه مختصات استوانه ای که بر روی سطح مقطع قرار گرفته است با نام Cylindrical Coordinate System (این نیز یک نام اختیاری است) ایجاد می کنیم.
حال از طریق Direct FE یک Nodal Orientation را فراخوانی می کنیم.
سپس تنظیمات لازم را در قسمتهای مختلف Details View “ Nodal Orientation” را به کمک Named Selection و دستگاه مختصاتی که قبلا ایجاد کرده ایم، اعمال می کنیم.
بیشتر بخوانید: ایجاد Named Selection برای ندها
تمامی نیروها و قیود، همانند محیط Mechanical APDL که در دستگاه مختصات Nodal اعمال می شوند، در اینجا نیز با یک Nodal Orientation تعریف می شوند. به عنوان مثال، در شکل زیر FE Displacement در راستای x یا شعاعی اعمال شده است و Nodal Forces در راستای y و یا محیطی اعمال شده است.(برای درک بهتر مسئله، مدل به محیط APDL منتقل شده است)
قبل از تمام شدن بحث درباره Nodal Orientation باید یک نکته را اضافه کرد و آن موارد استفاده از آن است.
یکی از موارد کاربرد آن هنگامی است که شرایط مرزی به یک جز به کمک یک دستگاه مختصات user defined انجام می شود و یا هنگام اعمال قید Frictionless Support که به کمک آن ندها به سطح مربوطه عمود می شوند.
حال به سراغ FE Force می رویم و برای روشن شدن مطلب از یک مثال استفاده می کنیم.
در این مثال به ۱۲ ند انتهای یک تیر که یک Named Selection با نام EndFaceNodes را تشکیل داده اند، نیرویی رو به پایین اعمال می شود.
ابتدا یک Nodal Force از مجموعهDirect FE را فراخوانی کنید. سپس EndFaceNodesرا به عنوانNamed Selection آن تعریف کنید و مولفه Y نیروی مورد نظر را معادل lbf 1200- قرار دهید. همان طور که در شکل ملاحظه می کنید قسمت Coordinate System به رنگ خاکستری می باشد و نمی توان آن را تغییر داد. در صورت نیاز برای تغییر دستگاه مختصات همان طور که قبلا گفته شد باید از دستور Nodal Orientation استفاده کرد و جهت گیری ندها Named Selection مربوطه را تغییر داد. گزینه دیگری که در اینجا مورد بحث است گزینه Divide Load by Nodes می باشد. اگر این گزینه در حالت Yes باشد، نیروی کل بین تمام ندها تقسیم می شود. یعنی از نیروی کل lbf 1200 به هر ند(تعداد کل ندها ۱۲ می باشد) lbf 100 نیرو اعمال می شود. در طرف مقابل اگر این گزینه بر روی No باشد، به هر ند lbf 1200 نیرو وارد می شود و در واقع نیروی کل lbf ۱۴۴۰۰ خواهد بود.
برای بررسی صحت و کارایی این گزینه در ادامه از Probe ها استفاده می کنیم.
Divide Load by Nodes در حالت Yes:
Divide Load by Nodes در حالت No:
منبع: