آموزش abaqus + مفاهیم اولیۀ آباکوس

در این بخش از آموزش abaqus به محیط کاربری این نرم‌افزار می‌پردازیم. تصویر زیر نمایی از محیط اصلی abaqus است. سبک کلی این نرم‌افزار همچون نرم‌افزارهای طراحی‌شدهٔ دیگر در کشورهای اروپایی یک استاندارد ساده و خاص را دارد. نوار منویی در بالای نرم‌افزار قرار دارد که دستورات اصلی کار با برنامه در آن قرار دارند. بسته به ماژولی که در نوار کانتکست (context bar) انتخاب کرده‌اید، این نوار منو و طبیعتاً دستورات موجود در آن، تغییر خواهند کرد.

در زیر نوار منو، نوارابزارهایی قرار دارد که دستورات پرمصرف را در خود جای‌داده اند. تمامی دستورات موجود در این نوارابزارها را در نوار منو نیز می‌توانید بیابید.

در زیر ناحیۀ نوارابزار، نوار کانتکست (Context bar) قرار دارد. در نوار کانتکست، یک کادر انتخاب باز شدنی با عنوان Module قرار دارد که ماژول‌های مختلفی را در خودش جای‌داده است. هرکدام از این ماژول‌ها شما را قادر می‌سازند تا بر روی جنبۀ مختلفی از کار تمرکز کنید. سایر گزینه‌های موجود در نوار کانتکست، بسته به ماژولی که انتخاب کرده‌اید تغییر می‌کنند و کارکردهای بیشتری را که خاص آن ماژول هستند، در اختیار شما قرار می‌دهند.

در سمت چپ محیط اصلی برنامه درخت‌واره‌ای از مدل‌ها (Model Tree) را مشاهده می‌کنید. این درختواره مدل‌ها، یک نمای گرافیکی تودرتو از اشیایی که در مدل شما قرار دارند را به شما نشان می‌دهد. علاوه‌برآن یک بخش مرکزی و منسجم و منظم و ساده برای پیمایش اشیاء مختلف پروژه و مدیریت آنها را به شما هدیه می‌کند.

در سمت راست پنل درخت‌وارهٔ مدل‌ها، ناحیۀ جعبه ابزار (Toolbox area) را دارید که از آن به‌وفور استفاده خواهید کرد. هنگامی که ماژولی را انتخاب می‌کنید، ناحیۀ جعبه ابزار، ابزارهایی متناسب با آن ماژول را به شما نشان می‌دهد. این جعبه ابزار شما را قادر می‌سازد که به کارکردهای آن ماژول دسترسی سریع داشته باشید. البته در نظر داشته باشید که این دستورات علاوه بر این ناحیه، در نوار منو نیز در دسترس شما خواهند بود.

ناحیۀ آبی‌رنگ محلی است که در آن طراحی و مدل‌سازی گرافیکی را صورت می‌دهید. در پایین صفحه نیز پیام‌های مختلف برنامه را مشاهده خواهید نمود. خوب است بدانید در همین ناحیه‌ای که پیام‌های برنامه به شما نشان داده می‌شوند، امکان تایپ دستوراتی را نیز دارید. نرم‌افزار abaqus از زبان برنامه‌نویسی پایتون پشتیبانی می‌کند و شما می‌توانید به کمک این زبان، دستوراتی را بنویسید که عبارات ریاضی را برای شما ارزیابی کند.

در داخل abaqus یک مترجم پایتون جاسازی شده است که این امر را برای شما شدنی می‌سازد. در حالت پیش‌فرض ناحیۀ تایپ دستورات مخفی است و باید بر روی دکمۀ زردرنگی که علامت سه فلش رو به سمت راست (>>>) روی آن قرار دارد کلیک کنید تا امکان تایپ دستورات فراهم شود.

همان‌طور که در بخش پیشین از آموزش abaqus اشاره کردیم، شما در ناحیۀ کانتکست امکان انتخاب ماژول‌های مختلفی را دارید. اما بیایید ببینیم خود این ماژول‌ها چه هستند؟ در واقع کارکردهای نرم‌افزار abaqus به یک سری واحدهای کارکرد تقسیم‌بندی‌شده‌اند که هرکدام از این واحدها را یک ماژول (module) می‌نامند. هر ماژول فقط شامل ابزارهایی است که با آن بخش خاص از مدل‌سازی در ارتباط‌اند.

برای مثال ماژول مِش (Mesh module) صرفاً شامل ابزارهای موردنیاز برای ایجاد اجزاء محدود مش‌ها است. به‌عنوان‌مثالی دیگر ماژول جاب (Job module) فقط شامل ابزارهایی است که برای ایجاد، ویرایش، ارسال و پایش جاب است. در ماژول جاب شما می‌توانید یک جاب (بهتر است بگوییم وظیفه) برای abaqus تعریف کنید و در آن مشخص سازید که چه میزان از ظرفیت سخت‌افزارها را که عمدتاً شامل پردازنده و حافظه هستند به آن وظیفۀ خاص تخصیص دهد. تصویر زیر کادر باز شدنی انتخاب ماژول را به شما نشان می‌دهد. در ادامه به‌اختصار توضیحاتی را در مورد برخی از این ماژول‌ها ارائه می‌دهیم.

ماژول پارت (Part) به شما این امکان را می‌دهد که قطعات مجزایی را طراحی کنید. این طراحی می‌تواند مستقیماً توسط هندسۀ آن شکل صورت پذیرد یا اینکه هندسه‌هایی را که پیش‌تر در سایر برنامه‌های مدل‌سازی هندسی ایجاد کرده‌اید، وارد abaqus نمایید. به این کار اصطلاحاً ایمپورت (Import) گفته می‌شود. البته در مورد اینکه دقیقاً چه فرمت‌هایی از چه نرم‌افزارهایی قابل ایمپورت کردن هستند، باید به مستندات آباکوس مراجعه شود. این فرمت‌ها در طول زمان و با ارائه بروز رسانی‌های جدید این نرم‌افزار امکان بیشتر شدن نیز دارند.

ماژول پراپرتی (Property) شامل اطلاعاتی دربارۀ ویژگی‌های هر قطعه است. از جملۀ این ویژگی‌ها می‌توان به مواد مرتبط با یک ناحیه و هندسۀ مرتبط با سطح مقطع آن اشاره کرد. در ماژول پراپرتی، شما یک بخش را ایجاد می‌کنید و مواد آن را معرفی می‌کنید و آن را به ناحیه‌هایی از قطعات منتسب می‌سازید.

ماژول مونتاژ (Assembly)، همان‌طور که از نامش برمی‌آید مسئول سرهم‌بندی قطعات است. هنگامی که قطعه‌ای را در آباکوس می‌سازید، در صفحۀ مختصات مرتبط با خودش، و مستقل از سایر قطعات آن ماژول وجود دارد. شما از ماژول مونتاژ استفاده می‌کنید تا از قطعات نمونه‌گیری (instances) کنید و سپس این نمونه‌ها را که در واقع اشیایی ساخته شده ازروی اشیاء قطعات هستند، نسبت به یکدیگر در یک صفحۀ مختصات دیگر جانمایی کنید. برای درک بهتر موضوع کلمۀ نمونه‌گیری (Instance) را در ذهنتان این‌گونه تصور کنید که قطعات اصلی که ساخته‌اید همچون قالبی هستند و نمونه‌ها همچون قطعه‌ای که در آن قالب ایجاد شده‌اند.

در مورد ماژول‌ها، گفتنی‌ها زیاد است. هم اینکه ماژول‌های دیگری هم داریم که فرصت پرداختن به همۀ آنها در این مقالۀ کوتاه آموزشی نیست و هم اینکه هرکدام از ماژول‌هایی که اسم بردیم، جزئیات فراوان و قابل تأملی دارند که هرکدامشان می‌توانند سرفصل یک جزوه یا کتاب آموزشی باشند.

یکی از بهترین روش‌های یادگیری، روش پروژه محور است. در همین راستا آموزش پروژه محور آباکوس ABAQUS را به شما پیشنهاد می‌کنم.

• آموزش پروژه محور آباکوس ABAQUS -- کلیک کنید

در بخش‌های پیشین از آموزش abaqus با کلیاتی در مورد آباکوس، محیط کاربری آن و ماژول‌های آن آشنا شدید. در این بخش از آموزش به درختواره مدل (Model Tree) می‌پردازیم. اگر به زبان ساده بخواهم درختواره مدل را توصیف کنم، باید بگویم که عبارت از یک ساختار سلسله‌مراتبی از آیتم‌های موجود در یک مدل در شکل گرافیکی است. درختواره مدل در سمت چپ صفحۀ اصلی واقع شده است. شکل زیر نمایی از درخت‌وارهٔ مدل را به شما نشان می‌دهد.

هرکدام از آیتم‌های موجود در درخت‌وارهٔ مدل، علاوه بر اینکه اسامی متفاوتی دارند، دارای آیکون‌های اختصاصی خودشان نیز هستند تا پیمایش این مدل بصری برای چشم کاربر ساده‌تر و سریع‌تر باشد. اگر دقت کنید در کنار برخی از آیتم‌ها در داخل یک جفت پرانتز عددی نوشته شده است که در واقع تعداد زیر نودهای آن نود خاص را به شما نشان می‌دهد.

به هرکدام از این نودها که در زیر مجموعۀ نود Model قرار دارند به‌عنوان یک ظرف (container) نگاه کنید و محتویات آنها نیز، محتویات آن ظرف بخصوص هستند. ترتیب قرارگیری نودهای ریشه در زیر نود Model از یک ساختار منطقی تبعیت می‌کند و معنادار است. به‌عنوان‌مثال آیتم Parts به معنای قطعات در بالا قرار گرفته است و دلیلش این است که ابتدابه‌ساکن باید قطعات را بسازید.

بعد از آن آیتم Materials قرار دارد که مرحلۀ بعدی کار است. اگرچند آیتم پایین‌تر بروید، Assembly را خواهید دید. طبیعی است که قبل از رسیدن به مونتاژ (Assembly) باید قطعات ساخته شده باشند و یک سری‌کارهای بر روی آنها صورت پذیرفته باشد.

در این بخش از آموزش abaqus به واحدهای اندازه‌گیری (Units) می‌پردازیم. قبل از اینکه شروع به طراحی هر نوع مدلی در آباکوس کنید، ضرورت دارد که مشخص سازید از کدام سیستم اندازه‌گیری استفاده می‌کنید. معمولاً طراحان از سیستم SI استفاده می‌کنند. اما شما می‌توانید سیستم‌های دیگری را هم تعریف کنید و مورداستفاده قرار دهید. نرم‌افزار آباکوس هیچ سیستم اندازه‌گیری پیش‌فرضی ندارد. هنگامی که مقادیر داده‌ها را در آباکوس وارد می‌کنید، اسامی واحدهای اندازه‌گیری را در آنها نگنجانید و فقط مقادیر را وارد کنید.

در این بخش از آموزش abaqus به بلوک‌های سازندۀ مدل یعنی قطعات می‌پردازیم. قطعات هندسۀ مرتبط با اجزا منحصربه‌فرد مدل شما را تعیین می‌کنند؛ بنابراین واحدهای اصلی تشکیل‌دهندهٔ مدل آباکوس شما هستند. شما این امکان را دارید که مستقیماً به کمک ابزارهای موجود در آباکوس، هندسۀ قطعات را ایجاد کنید. همچنین این امکان را نیز دارید که قطعات ازپیش‌ساخته شده توسط نرم‌افزارهای دیگر را (منوط به اینکه فرمت آنها توسط آباکوس پشتیبانی شوند) وارد نرم‌افزار کنید.

خوشبختانه فرمت‌های نرم‌افزارهای مهم و مطرح همچون کتیا و سالید ورکز توسط آباکوس پشتیبانی می‌شوند. برای ایجاد یک قطعه (part) ابتدا در درخت‌وارهٔ مدل، آیتم Parts را انتخاب کنید. سپس بر روی آن با ماوس دو بار کلیک کنید تا صفحۀ Create a part مشابه تصویر زیر ظاهر شود.

در این سطح از آموزش abaqus کافی است در قسمت Name، نامی را به قطعۀ موردنظرتان تخصیص دهید. مقادیر پیش‌فرض مرتبط با مدل 3D و نوع Deformable و ... را به همین شکل بپذیرید و بر روی Continue کلیک کنید. در آموزش‌های پیشرفته‌تر آباکوس با کاربردهای هرکدام از این گزینه‌ها آشنا خواهید شد. با انجام این کار محیط آباکوس به شکل زیر تغییر می‌کند و صفحه برای شما شطرنجی می‌شود و آیتم‌هایی برای پیمایش مختصات‌های x و y و z نمایان می‌شود.

ساده‌ترین شکل طراحی قطعه استفاده از ابزار ایجاد خط است. در تصویر زیر این ابزار را در حالت انتخاب می‌بینید. بعدازاینکه این ابزار را انتخاب کردید، کافی است بر روی صفحه به ترتیب با ماوس کلیک کنید تا خط‌هایی ایجاد شوند و به طور اتوماتیک به یکدیگر متصل شوند. به همین ترتیب خط‌ها را ایجاد کنید تا به نمایی دوبعدی از قطعۀ موردنظر برسید.

البته این تازه شروع کار است و بعدازاین کلی چیزهای بیشتر وجود دارد که باید بیاموزید. در حال حاضر برای شروع کافی است و می‌توانید از دوره‌های آموزشی پیشرفته‌تر برای ادامۀ کار استفاده کنید.

امروز در این مقالۀ آموزش abaqus شما دانستید که آباکوس (abaqus) چیست و چه کاربردی دارد. با عناصر تشکیل‌دهندهٔ محیط اصلی آن تا حدودی آشنا شدید. درکی از چارچوب اصلی کار با این نرم‌افزار پیدا کردید. نسبتاً با پشت‌صحنهٔ این نرم‌افزار و همین‌طور کاربردهای آن آشنا شدید. همچنین با برخی از مفاهیم مهم آباکوس همچون ماژول، قطعه، اسمبلی و... نیز آشنا گشتید. امیدوارم که این آموزش روی‌هم‌رفته برای شما نقطۀ شروع خوبی برای آغاز یک سفر نسبتاً طولانی در دنیای آباکوس باشد.

در پایان این مقاله مایلم منابع آموزشی زیر از فرادرس را با شما به اشتراک بگذارم.

• آموزش شبیه‌سازی تست خمش سه نقطه ای با آباکوس ABAQUS

• آموزش مدل‌سازی شیروانی و خاکریز مسلح در آباکوس ABAQUS