آموزش نرم افزار Plaxis – قسمت اول

1- کلیات
نرم افزار Plaxis یک بسته نرم افزاری بر پایه روش المان محدود(Finite Element Method) می‌باشد که به صورت ویژه جهت بررسی و آنالیز تغییرشکل و پایداری پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک توسعه یافته است. شمای گرافیکی ساده این نرم افزار، فرایند پیچیده مدلسازی را با سرعت و دقت مناسب امکان پذیر نموده است. همچنین این نرم افزار با قابلیت‌های بالای خود در زمینه ارائه نتایج مفهومی و کارآمد، امکان دستیابی به درک صحیح و جامعی از پدیده‌های ژئوتکنیکی را در اختیار کاربر قرار میدهد. امکانات محاسباتی مناسب این نرم‌افزار که بر پایه فرایندهای محاسباتی نیرومند تمام خودکار بنا شده است، تنها با صرف چند ساعت آموزش امکان کاربرد نرم افزار توسط کاربران جدید را فراهم می‌سازد.
در این راهنما سعی شده است تا با تشریح روند مدلسازی در قالب کاربردهای عملی نرم افزار Plaxis در پروژه‌های عمرانی، بیشتر ابزارهای مدلسازی موجود در نرم افزار معرفی شوند و کاربرد آنها در روند مدلسازی و طراحی به صورت عملی توضیح داده شود.

2- آشنایی با مفاهیم و اصطلاحات مدلسازی در نرم افزار Plaxis
در ابتدای بحث مدلسازی، با اصطلاحات موجود در نرم افزار Plaxis که لازم است قبل از ورود به محیط نرم افزار از آنها مطلع شویم، آشنا خواهیم شد.
–    کلاسترها (Clusters): بخش‌هایی که تماماً توسط خطوط محصور شده‌اند. این بخش‌ها به صورت خودکار با تعریف خطوط توسط نرم افزار شناسایی و نامگذاری خواهند شد. در هر کلاستر مشخصات خاک به صورت همگن خواهد بود. پس از ورود ابعاد هندسی این بخش‌ها از مدل به صورت خودکار ساخته می‌شود.
برای مش بندی مدل المان محدود سه جزء مهم وجود دارد که در زیر توضیح داده شده است:
–    المان‌ها(Elements):
در هنگام ساخت مش، هر کلاستر به المان‌های مثلثی تقسیم میشوند. این المان‌ها می‌توانند دارای 15 یا 6 گره باشند. المان‌های قدرتمند 15 گره‌ای محاسبات دقیق تنش و نیروهای گسیختگی را امکان پذیر می‌سازد. به علاوه، المان‌های 6 گره‌ای جهت انجام محاسبات سریع و ارزیابی سریع وضعیت سرویس دهی در دسترس قرار گرفته است. با فرض توزیع یکسان المان‌ها، تعداد 15 گره در واقعیت مش ریزتر و با قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به المان‌های 6 گره‌ای در اختیار قرار خواهد داد. در عین حال تحلیل‌های مربوط به مدل‌های ساخته شده با استفاده از این المان‌ها، زمان‌بر و طولانی‌تر هستند.
–    گره‌ها(Nodes)
توزیع گره‌ها در المان‌ها در شکل زیر نشان داده شده است. چنانکه مشخص است،  المان‌های مثلثی 15 گره‌ای شامل 15 گره و المان‌های مثلثی 6 گره‌ای شامل 6 گره می‌باشند. محاسبات المانهای مجاور از طریق گره‌های مشترک انجام می‌شوند. در محاسبات المان محدود، جابه‌جایی‌های هر گره بر اساس بارهای وارده محاسبه می‌شود. با استفاده از نتایج حاصل از تحلیل جابه‌جایی این نقاط، تولید منحنی‌های بار – تغییرمکان امکان پذیر خواهد بود.

12-6-nodes

شکل1- نمایش المان های 12 گره ای و 6 گره ای

 

 

–    نقاط تنش(Stress points)
برخلاف تغییرمکان، تنش و کرنش به جای گره‌ها در نقاط انتگرال-گیری گوس(Gaussian Integration Points) یا نقاط تنش محاسبه می‌شود. هر المان مثلثی 15 گره‌ای شامل 12 نقطه تنش می‌باشد. در المان مثلثی 6 گره‌ای نیز 3  نقطه تنش وجود دارد. با استفاده از این نقاط امکان تولید منحنی‌های تنش– کرنش ایجاد می‌شود

شکل2- نمایش نقاط تنش در المان¬های 6 و 12 گره¬ای

شکل2- نمایش نقاط تنش در المان های 6 و 12 گره ای

 

جهت مطالعه جزئیات بیشتر در مورد «فرایندهای محاسباتی روش المان محدود» به آموزش های بعد مراجعه فرمایید.

دیدگاه بنویسید