PTC CREO Parametric - التصميم والمحاكاة (3/3) - AulaGEO

Creo هو حل CAD ثلاثي الأبعاد الذي يساعدك على تسريع ابتكار المنتجات حتى تتمكن من بناء منتجات أفضل بشكل أسرع. يتيح لك برنامج Creo سهل التعلم التعلم بسلاسة من المراحل الأولى من تصميم المنتج إلى التصنيع وما بعده.

يمكنك الجمع بين الوظائف القوية والمثبتة مع التقنيات الجديدة مثل التصميم التوليدي والواقع المعزز والمحاكاة في الوقت الفعلي والتصنيع الإضافي. وإنترنت الأشياء لتسريع وتيرة العمل وتقليل التكاليف وتحسين جودة المنتج. يتحرك عالم تطوير المنتجات بسرعة، وشركة Creo هي الوحيدة التي توفر لك الأدوات التحويلية التي تحتاجها لبناء الميزة التنافسية والحصول على حصة في السوق.

#قاعة_الجيولوجيا

تركز هذه الدورة على استخدام برامج ثلاثية الأبعاد لتصميم وتحليل ومحاكاة الهياكل. يتضمن محتوى الدورة:

المُقدّمة

تحليل الجمالون

الجملون هو عبارة عن مجموعة من العوارض أو العناصر الأخرى التي تشكل هيكلًا صلبًا. في الهندسة، يعتبر الجمالون هيكلًا "يتكون من أعضاء ذات قوتين فقط، حيث يتم تنظيم الأعضاء بحيث يتصرف التجميع ككل ككائن واحد". "العضو ذو القوتين" هو مكون هيكلي حيث يتم تطبيق القوة على نقطتين فقط. على الرغم من أن هذا التعريف الدقيق يسمح للأعضاء بأن يكون لها أي شكل متصل في أي تكوين مستقر، فإن الجمالونات تتكون عادةً من خمس وحدات مثلثة أو أكثر مبنية بأعضاء مستقيمة تكون نهاياتها متصلة بمفاصل يشار إليها بالعقد.

في هذا السياق النموذجي، يُعتقد أن القوى الخارجية وردود الفعل تجاه تلك القوى تؤثر فقط على العقد وتؤدي إلى قوى في الأعضاء تكون إما شدًا أو ضغطًا. بالنسبة للأعضاء المستقيمة، يتم استبعاد عزم الدوران (عزم الدوران) صراحةً لأنه، وفقط لأن، جميع المفاصل في الجمالون يتم التعامل معها على أنها دورانات، كما هو ضروري لكي تكون الروابط أعضاء ذات قوتين.

إن الجمالون المستوي هو الذي تكون فيه الأعضاء والعقد موجودة داخل مستوى ثنائي الأبعاد، في حين أن الجمالون الفضائي يحتوي على أعضاء وعقد تمتد إلى ثلاثة أبعاد. تسمى العوارض العلوية في الجمالون بالأوتار العلوية وتكون عادة في حالة ضغط، وتسمى العوارض السفلية بالأوتار السفلية وتكون عادة في حالة شد. وتسمى العوارض الداخلية بالشبكات، وتسمى المناطق داخل الشبكات بالألواح.

شعاع الجسر

الجسر الجمالوني هو جسر يتكون هيكله العلوي الحامل من جملون، وهو عبارة عن بنية من عناصر متصلة تشكل عادة وحدات مثلثة الشكل. قد تتعرض العناصر المتصلة (عادةً المستقيمة) لضغوط من الشد أو الضغط، أو في بعض الأحيان كليهما استجابةً للأحمال الديناميكية. إن طبيعة الجمالون تسمح بتحليل بنيته باستخدام بعض الافتراضات وتطبيق قوانين نيوتن للحركة وفقًا لفرع الفيزياء المعروف باسم الاستاتيكا. ولأغراض التحليل، يُفترض أن تكون العوارض متصلة ببعضها البعض بالدبابيس حيث تلتقي المكونات المستقيمة. يعني هذا الافتراض أن أعضاء الجمالون (الأوتار والخطوط العمودية والقطرية) سوف تعمل فقط في حالة الشد أو الضغط. ستتكون هذه الجلسة من جزأين، في الجزء الأول، سنقوم بمحاكاة ومراقبة النتائج بتقنية ثنائية الأبعاد بينما في الجزء الثاني سنقوم بمحاكاة ومراقبة النتائج بتقنية ثلاثية الأبعاد. لذا، وبدون أي تأخير إضافي، دعنا نبدأ الجلسة عن طريق إنشاء ملف جزء جديد وتسميته truss_2.

تخميد الأهتزاز

التخميد هو تأثير داخل أو على نظام تذبذبي له تأثير تقليل أو تقييد أو منع تذبذباته. في الأنظمة الفيزيائية، يتم إنتاج التخميد من خلال عمليات تعمل على تبديد الطاقة المخزنة في التذبذب. وتشمل الأمثلة السحب اللزج في الأنظمة الميكانيكية، والمقاومة في المذبذبات الإلكترونية، وامتصاص وتشتت الضوء في المذبذبات البصرية. يمكن أن يكون التخميد الذي لا يعتمد على فقدان الطاقة مهمًا في أنظمة متذبذبة أخرى مثل تلك التي تحدث في الأنظمة البيولوجية والدراجات.

نسبة التخميد هي مقياس بلا أبعاد يصف كيفية تحلل التذبذبات في نظام ما بعد الاضطراب. تظهر العديد من الأنظمة سلوكًا تذبذبيًا عندما يتم إزعاجها من موضع توازنها الساكن. على سبيل المثال، قد ترتد كتلة معلقة بزنبرك إلى أعلى وإلى أسفل إذا تم سحبها ثم إطلاقها. في كل ارتداد، يميل النظام إلى العودة إلى وضع التوازن، لكنه يتجاوزه. في بعض الأحيان تؤدي الخسائر (مثل الاحتكاك) إلى إضعاف النظام ويمكن أن تتسبب في تدهور التذبذبات تدريجيًا في السعة نحو الصفر أو التخفيف. نسبة التخميد هي مقياس يصف مدى سرعة تراجع التذبذبات من ارتداد إلى آخر. نسبة التخميد هي معلمة نظام، يشار إليها بـ ((zeta)، ويمكن أن تتراوح من غير مخمد (ζ= 0)، أو ناقص التخميد (ζ<1)، أو مخمد بشكل حرج (ζ = 1) إلى زائد التخميد (ζ> 1). تميز هذه النسبة استجابة التردد لمعادلة تفاضلية عادية من الدرجة الثانية. وهي مهمة بشكل خاص في دراسة نظرية التحكم. وهي مهمة أيضًا في المذبذب التوافقي. توفر نسبة التخميد وسيلة رياضية للتعبير عن مستوى التخميد في النظام بالنسبة للتخميد الحرج. بالنسبة للمذبذب التوافقي المخمد بكتلة m ومعامل التخميد c وثابت الزنبرك k، يمكن تعريفها على أنها نسبة معامل التخميد في معادلة النظام التفاضلية إلى معامل التخميد الحرج.

شعاع ناتئ

الذراع المعلق هو عنصر هيكلي صلب يمتد أفقيًا ويدعم من طرف واحد فقط. وعادة ما يمتد من سطح عمودي مسطح مثل الحائط، والذي يجب أن يكون متصلاً به بقوة. مثل العناصر الهيكلية الأخرى، يمكن تشكيل الذراع المعلق على شكل شعاع أو صفيحة أو جملون أو بلاطة. عندما يتعرض لحمل هيكلي عند نهايته البعيدة غير المدعومة، يحمل الذراع الحمل إلى الدعامة حيث يطبق إجهاد قص ولحظة انحناء. يسمح بناء الذراع المعلق بهياكل معلقة بدون دعم إضافي.

في الجسور والأبراج والمباني [عدل] دعونا نناقش تطبيقه في الجسور والأبراج والمباني. تُستخدم الذراعات المعلقة على نطاق واسع في البناء، وخاصة في الجسور والشرفات الرافعة. في الجسور المعلقة، عادة ما يتم بناء الرافعات المضادة على شكل أزواج، حيث يستخدم كل ذراع معلق لدعم أحد طرفي القسم البطني. تُستخدم الأذرع المؤقتة بشكل متكرر في البناء. إن الهيكل المبني جزئيًا يخلق ذراعًا معلقًا، ولكن الهيكل المكتمل لا يعمل كذراع معلق. يعد هذا مفيدًا جدًا عندما لا يمكن استخدام الدعامات المؤقتة، أو الأعمال الخشبية المؤقتة، لدعم الهيكل أثناء بنائه. يتم بناء بعض الجسور القوسية من كل جانب كرافعات مضادة حتى تصل الامتدادات إلى بعضها البعض ثم يتم رفعها بشكل منفصل لتحمل الضغط قبل الانضمام أخيرًا. يتم بناء جميع الجسور المدعومة بالكابلات تقريبًا باستخدام ذراعات معلقة حيث أن هذه هي إحدى مزاياها الرئيسية. تتكون العديد من جسور العارضة الصندوقية من أجزاء مقسمة إلى أجزاء صغيرة أو أجزاء قصيرة. يتناسب هذا النوع من البناء بشكل جيد مع بناء الجسر المتوازن حيث يتم بناء الجسر في كلا الاتجاهين من دعامة واحدة.

قناة C

القناة الهيكلية، والمعروفة أيضًا باسم القناة C أو قناة الحافة الموازية (PFC)، هي نوع من العوارض، تستخدم في المقام الأول في تشييد المباني والهندسة المدنية. يتكون مقطعها العرضي من "شبكة" عريضة، عادةً ولكن ليس دائمًا موجهة رأسيًا، و"حافتين" في الجزء العلوي والسفلي من الشبكة، تبرز فقط على جانب واحد من الشبكة. وهو يختلف عن المقاطع العرضية الفولاذية من نوع I أو H أو W في أن تلك المقاطع تحتوي على حواف على جانبي الويب.

لا يتم استخدام القناة الهيكلية في البناء بقدر العوارض المتماثلة، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن محور الانحناء الخاص بها لا يتركز على عرض الحواف. إذا تم تطبيق الحمل بشكل متساوٍ على الجزء العلوي، فإن الشعاع سوف يميل إلى الالتواء بعيدًا عن الويب. قد لا يكون هذا نقطة ضعف أو مشكلة لتصميم معين، ولكنه عامل يجب أخذه في الاعتبار.

غالبًا ما يتم استخدام القنوات أو الحزم C حيث يمكن تركيب الجانب الخلفي المسطح من الويب على سطح مستوٍ آخر للحصول على أقصى مساحة اتصال. يتم أيضًا في بعض الأحيان لحامهما معًا بشكل ظهري لتشكيل شعاع I غير قياسي.

تأثيرات الاحتكاك

الاحتكاك هو القوة التي تقاوم الحركة النسبية للأسطح الصلبة، وطبقات السوائل، والعناصر المادية التي تنزلق ضد بعضها البعض. عندما تتحرك الأسطح المتلامسة بالنسبة لبعضها البعض، فإن الاحتكاك بين السطحين يحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية. يمكن أن يكون لهذه الخاصية عواقب وخيمة، كما يتضح من استخدام الاحتكاك الناتج عن فرك قطع الخشب معًا لبدء حريق. تتحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية عندما تحدث حركة مع احتكاك. يعتبر الاحتكاك مرغوبًا ومهمًا في توفير قوة الجر لتسهيل الحركة على الأرض. تعتمد معظم المركبات البرية على الاحتكاك للتسارع والتباطؤ وتغيير الاتجاه. يمكن أن يؤدي الانخفاض المفاجئ في قوة الجر إلى فقدان السيطرة ووقوع الحوادث. هناك أنواع مختلفة من الاحتكاك، في هذا الدرس سنرى إذا تحرك سطح أسطواني داخل سطح شبه أسطواني، بشرط أن تؤثر عليه الجاذبية والاحتكاكات مثل الاحتكاك الساكن والاحتكاك الحركي، فكيف ستحدث الحركة. دعونا نقوم بمحاكاة الظاهرة ولكن علينا أولاً أن نقوم بنمذجة الأجزاء المحددة وإحضارها إلى بيئة التجميع من أجل البدء في تحليل الآلية.

حركة المقذوفات

الحركة المقذوفية هي شكل من أشكال الحركة التي يتعرض لها جسم أو جسيم يتم إسقاطه بالقرب من سطح الأرض ويتحرك على طول مسار منحني تحت تأثير الجاذبية فقط (على وجه الخصوص، يفترض أن تكون تأثيرات مقاومة الهواء مهملة). أظهر جاليليو أن هذا المسار المنحني عبارة عن قطع مكافئ، ولكنه قد يكون أيضًا خطًا في حالة خاصة عندما يتم رميه مباشرة إلى الأعلى. وتسمى دراسة مثل هذه الحركات بالباليستية، ومثل هذا المسار هو مسار باليستي. القوة الوحيدة ذات الأهمية التي تؤثر على الجسم هي قوة الجاذبية، والتي تؤثر نحو الأسفل، وبالتالي تمنح الجسم تسارعًا نحو الأسفل. بسبب جمود الجسم، لا تكون هناك حاجة لقوة أفقية خارجية للحفاظ على مكون السرعة الأفقية للجسم. يتطلب أخذ قوى أخرى في الاعتبار، مثل الاحتكاك الناتج عن السحب الديناميكي الهوائي أو الدفع الداخلي كما هو الحال في الصواريخ، تحليلاً إضافيًا

التحليل الحراري

انتقال الحرارة هو أحد فروع الهندسة الحرارية الذي يهتم بتوليد واستخدام وتحويل وتبادل الطاقة الحرارية (الحرارة) بين الأنظمة الفيزيائية. يتم تصنيف انتقال الحرارة إلى آليات مختلفة، مثل التوصيل الحراري، والحمل الحراري، والإشعاع الحراري، ونقل الطاقة عن طريق تغير الطور. ويأخذ المهندسون أيضًا في الاعتبار نقل كتلة الأنواع الكيميائية المختلفة، سواء الباردة أو الساخنة، لتحقيق انتقال الحرارة. وعلى الرغم من أن هذه الآليات لها خصائص مميزة، إلا أنها غالبا ما تحدث في وقت واحد في نفس النظام.

التوصيل الحراري، ويسمى أيضًا الانتشار، هو التبادل المجهري المباشر للطاقة الحركية للجسيمات من خلال الحدود بين نظامين. عندما تكون درجة حرارة جسم ما مختلفة عن درجة حرارة جسم آخر أو محيطه، تتدفق الحرارة بحيث يصل الجسم والمحيط إلى نفس درجة الحرارة، وعند هذه النقطة يكونان في حالة توازن حراري. يحدث هذا الانتقال التلقائي للحرارة دائمًا من منطقة ذات درجة حرارة عالية إلى منطقة أخرى ذات درجة حرارة أقل، كما هو موضح في القانون الثاني للديناميكا الحرارية.

يحدث الحمل الحراري عندما يحمل التدفق الشامل للسائل (غاز أو سائل) الحرارة مع تدفق المادة في السائل. قد يتم فرض تدفق السوائل عن طريق عمليات خارجية، أو في بعض الأحيان (في المجالات الجاذبية) عن طريق قوى الطفو الناجمة عن تمدد السائل بالطاقة الحرارية (على سبيل المثال في عمود النار)، وبالتالي التأثير على انتقاله الخاص. وتسمى هذه العملية الأخيرة في كثير من الأحيان بـ "الحمل الحراري الطبيعي". كما أن جميع العمليات الحملية تنقل الحرارة جزئيًا عن طريق الانتشار أيضًا. شكل آخر من أشكال الحمل الحراري هو الحمل الحراري القسري. في هذه الحالة يتم إجبار السائل على التدفق باستخدام مضخة أو مروحة أو وسيلة ميكانيكية أخرى. يحدث الإشعاع الحراري من خلال الفراغ أو أي وسط شفاف (صلب أو سائل أو غاز). هو انتقال الطاقة بواسطة الفوتونات على شكل موجات كهرومغناطيسية تخضع لنفس القوانين.

يتضمن كل درس ورقة أسئلة وملفًا رقميًا وفيديوًا خطوة بخطوة يشرح العملية.