ANSYS/WORKBENCH e GİRİŞ

Transkript

1 ANSYS/WORKBENCH e GİRİŞ

2 Bu kursta neler öğreneceğiz?... Sonlu elemanlar nedir? Ne işimize yarar? ANSYS/Workbench nedir? ANSYS/Workbench in modülleri DesignModeler Simulation Basit bir parçanın ANSYS/Workbench Design Modelerde tasarlanması Tasarlanan parçanın ANSYS/Workbench Simulation a aktarımı Sonlu Elemanlar modelinin elde edilmesi Sınır şartlarının girilmesi Analiz tipinin seçilmesi Ve sonuçların elde edilmesi

3 Sonlu Elemanlar Metodu Nedir? Sonlu Elemanlar metodu: Gerime analiz, ısı transferi, ve akışkanlar problemi gibi pek çok mühendislik alanında karşılaşılan problemlerinin çözümlerini elde etmek için kurulan kısmı diferansiyel denklemlerin yaklaşık çözümlerini bulmak geliştirilmiş sayısal bir yöntemdir. Sonluelemanlar analizini gerçekleştirmek içinaşağıdaki adımlar takip edilir. Makine elemanı küçük parçalara (elemanlara) ayrılır >meshleme Her bir elemanın fiziksel davranışı belirlenir. Bu fiziksel davranışı gösteren denklemler kurulur Bu denklem sistemi çözülür Ve istenilen gerilme, şekil değiştirme gibi büyüklükler belirlenir.

4 Sonlu Elemanlar Metodu Nedir? Basit bir kiriş probleminde bu adımlar: Sonlu elemanlarda temel denklem: F=KxU F: uygulanan kuvvet K: rijitlik matrisi U: deplasman Yukarıdaki ifade elemandaki her bir nokta (düğüm) için oluşturulur ve: U >ε >σ hesaplanır.

5 ANSYS/WORKBENCH Nedir? ANSYS Inc. Tarafından geliştirilen bir çözüm platformudur. Yani analizi gerçekleştirilecek parçanın: CAD (Computer Aided Design Bilgisayar Destekli Tasarım ) modelinin oluşturulması, küçük parçalara ayrılması (meshlenmesi), kuvvetlerin uygulanması istenilen analizlerin gerçekleştirilmesi için oldukça kolay bir kullanıcı ara yüzü içeren bir CAE (Computer Aided Engineering) programıdır.

6 ANSYS/WORKBENCH i TANIYALIM ANSYS/Workbench in çağrılması: Başlat >Programlar >Ansys 11.0 > workbench WorkBench de çalışmamızın her bir ana aşaması farklı modüllerde yapılır. Empty Project : yeni bir projenin (çalışma sahasının) oluşturulması Geometry : CAD modelin oluşturulması Simulation : FE modelini oluşturma ve sınır şartlarının girilmesi Finite Element Model: diğer programlardan FE modelini alma

7 ANSYS/WORKBENCH i TANIYALIM ANSYS/Workbench de çalışma düzeni ve dosyalar: Workbench de yeni bir proje oluşturulduğunda, veritabanı (database) dosyaları da otomatik olarak oluşur. Örneğin, Design Modeler modülünü çalıştırdığımızda bu modüle ait veritabanı dosyası da otomatik olarak oluşur. Bu dosyalar proje isminde, her modüle ait farklı uzantılarda oluşur. Örneğin deneme isminde proje oluşturursak, Workbench proje veritabanı dosyası : deneme.wbdb DesignModeler veritabanı dosyası CFX Mesh veritabanı dosyası Simulation veritabanı dosyası Engineering Data veritabanı dosyası : deneme.agdb : deneme.cmdb : deneme.dsdb : deneme.eddb

8 Haydi Başlayalım. New Project simgesine tıklayıp yeni bir proje alanı açalım:

9 İlkdeneme adlı projeyi oluşturalım. File >Save as den projemize ilkdeneme adını verelim.

10 CAD modeli: DesignModeler i çağıralım. CAD modelini oluşturmak için Proje sayfasında DesignModeler i çağıralım: İlk önce; uzunluklarda hangi birimin kullanacağı seçilir.

11 Basit bir kiriş modelleyelim. Aşağıda verilen ankastre kirişte uç noktada uygulanan kuvvet neticesinde oluşan Deplasman Gerilmeyi hesaplayalım.

12 Basit bir kiriş modelleyelim. DesignModeler iki kısımdan oluşur: Sketching: 2D çizimler, skeçler: Modeling: katı modelin 3D elde edilmesi İlk olarak sketching i seçelim:

13 Basit bir kiriş modelleyelim. Sketching şu kısımlardan oluşur: Draw Modify Dimensions Constraints Settings : temel geometrik şekillerin (kare,daire, poligon, vb.) çizimi : geometrik şekillerde çeşitli modifikasyonlar (pah kırma, yuvarlatma, vb.) : geometrik uzunlukların girilmesi : paralellik, diklik ve teğet gibi geometrik sınırlamaların girilmesi :çizim alanında ızgara oluşturma

14 Basit bir kiriş modelleyelim. Look At Face/Plane Sketch tuşuna basarak izo parametrik görüntüden XY düzlemi görüntüsüne geçelim. Burada 10x10 mm boyutunda bir kare çizelim.

15 Basit bir kiriş modelleyelim. Rasgele boyutta çizdiğimiz şeklin boyutlarını 10x10 değiştirmek için Sketching >dimensions seçelim Horizantal seçip > yatay uzunluğu Vertical seçip > dikey uzunluğu şekil üzerinde elde edelim. İstediğimiz boyutları ise : Details View penceresinden değiştirebiliriz.

16 Basit bir kiriş modelleyelim. Kiriş uzunluğunu Extrude komutu ile Modeling kısmında vereceğiz. FD1, Depth (>0) değeri olarak kiriş uzunluğu olan 100 verelim.

17 Generate tuşu ile 3D kirişimiz oluşturulur. Basit bir kiriş modelleyelim. Üç boyutlu (3D) görüntü nerede?

18 Görüntü kontrol tuşları vasıtasıyla XY düzleminde görülen kirişimizi döndürerek isteğimiz açıdan bakabiliriz. Farenin orta tuşuna basılı tutarak çeviriniz. tuşu ile görüntüyü ekrana sığdırır. Basit bir kiriş modelleyelim.

19 Tree Outline kısmında kirişin CAD modelini elde ederken gerçekleştirilen adımlar detaylı olarak görülebilir. İşlemlerin önünde yeşil tik işaret varsa herhangi bir hata yapmadan modeli oluşturduğunuz anlamına gelir. Basit bir kiriş modelleyelim. Hata yaptık!!!! Kirişin uzunluğu 110 olacaktı.!!! Tree outline >Extrude e tıklayalım ve FD1, Depth (>0) değerini 110 olarak değiştirelim. Model 1 ve Extrude ikonlarının yanında çıkan sarı renkli yıldırım işareti, model de değişiklik yaptığınızı ancak bu değişikliği aktif etmediğiniz belirti. Tuşuna basarak 110 mm ye değiştirelim.

20 Sıra sizde: UYGULAMA I H1=200; V2:100;D5=40; H3=100;V4=50

21 Kirişin sonlu eleman modeli. En üstte Project sekmesine tıklayarak proje bölümüne geçelim Simgesine tıklayarak ANSYS/WORKBENCH simülasyon modülünü açalım.

22 Kirişin sonlu eleman modeli. Outline penceresinin altında Model >Geometry >Solid Yeşil işarete sahipse sorunsuz olarak CAD modelinizi simülasyon modülüne aktardınız demektir.

23 Kirişin sonlu eleman modeli. Evet, Mesh kısmında bir yıldırım var, anlamı FE modelimiz henüz tamamlanmamış, çünkü katı modelimizi küçük parçalara henüz ayırmadık Mesh simgesine sağ tıklayıp, Generate Mesh i seçin FE modelimiz hemen hemen hazır

24 Kirişin malzemesini seçelim: Kirişin sonlu eleman modeli. Project >Model >Geometry >solid seçeneğine tıklayalım. Alt pencerede Details of Solid > Definition >Material kısmında Structural Steel ANSYS/Workbench tarafından otomatik olarak atanmıştır. Başka bir malzeme tanımlamak veya yapı çeliğinin özelliğini değiştirmek için: Material >Structural Steel yan tarafındaki ok a basınız.

25 Engineering Data Penceresi açılır. Kirişin sonlu eleman modeli. Burada, yeni bir malzeme tanımlanabilir var olan bir malzemeye ait özellikler değiştirilebilir.

26 Kirişin sonlu eleman modeli. Engineering Data kısmında ANSYS/Workbench kütüphanesindeki mevcut malzeme modeller tuşuna basılarak çağrılır.

27 Kirişin sonlu eleman modeli. Ve çok sevdiğiniz titanyum u seçebilirsiniz.

28 Analiz tipini seçelim. ANSYS/Workbench 11.0 da simgesine tıkladığımızda ANSYS/Workbench de gerçekleştirebileceğimiz analiz tipleri açılır Buradan Static Structural ı seçelim. ANSYS/Workbench 10.0 da ise Simulasyon kısmını açtığımızda otomatik olarak eklenmiştir.

29 Sınır şartlarını girelim. Statik analizi gerçekleştirmek için öncelikle sınır şartları (mesnetler ve yükler ) belirlenmelidir.

30 Sınır şartlarını girelim. Kirişimizin bir yüzeyinden mesnetleyelim. Bunun için fixed support u seçelim. Daha sonra mesnetleyeceğimiz yüzeyi seçip; Details of fixed supoort penceresinde scope geometry > Apply diyelim.

31 Sınır şartlarını girelim. Kuvvet için de benzer yolu takip ederek Force u seçelim.

32 Sınır şartlarını girelim. Kuvveti uygulayacağımız yüzeyi seçip Apply diyelim. Kuvvetin büyüklüğünü ve yönünü belirtmek için: Details of force >definition >defined By kısmından Components seçelim. Böylece vektörel olarak kuvveti tanımlayabiliriz.

33 Sınır şartlarını girelim. Koordinat sistemini dikkate alarak kuvvet değerini girelim.

34 Haydi çözelim. İlk önce hangi sonuçları istediğimizi seçmemiz gerekiyor Project penceresinde Solution kısmına sağ tıklayıp Insert >Stress >Normal i seçelim

35 Haydi çözelim. Z doğrultusund gerilmeyi hesaplamak istiyoruz: Details of Normal Stress >Definition >Orientation >Z axis

36 Haydi çözelim. En uçta meydana gelen çökme miktarını belirlemek için: Project penceresinde Solution kısmına sağ tıklayıp Insert >Deformation>Directional seçelim

37 İstenilen doğrultudaki çökme (deplasman) miktarını ise: Details of directional Deformation seçeneğinden Definition >orientation >X Axis Seçeneğini seçelim. Haydi çözelim.

38 Haydi çözelim. İstediğimiz çözümleri de girdikten sonra üstte solve simgesine tıklayıp çözümleri elde edelim. Çözüm sonucunda en alt satırda No Messages herhangi bir hata olmadan sonuçları elde ettiğiniz anlamına gelir.

39 Z ekseni boyunca normal gerilmenin dağılımı: Sonuçları görelim.

40 Sonuçları görelim. X ekseni boyunca deplasman değeri

41 Sonuçlar doğru mu???? Sonuçları değerlendirelim. Gelin analitik olarak hesaplayalım. Bu fark nereden kaynaklanıyor??? Meshleme işleminin iyileştirmesi Bahar dönemindeki kursta anlatılacak..davetlisiniz

42 Sıra sizde: UYGULAMA II CAD modeli oluşturduğunuz katı modelin gerilme analizini gerçekleştiriniz. Model, Sağ taraftan tamamıyla mesnetlenecek Sol taraftan ise P=100N/mm2 lik bir basınç uygulanacak H1=200; V2:100;D5=40; H3=100;V4=50

43 PRO/Engineer den model aktarımı. Pro/Engineer den model aktarırken iki yoldan biri tercih edilebilir: I. METOT: CAD model Pro/Engineer de nötr bir formatta : IGES, STEP vb. kaydedilir ANSYS/Workbench project sayfasında Link to Geometry File seçeneğinden CAD model çağrılır

44 PRO/Engineer den model aktarımı. Pro/Engineer den model aktarırken iki yoldan biri tercih edilebilir: II. METOT: ANSYS/Workbench kurulurken CAD programs seçeneğinden Pro/Engineer işaretlenir ve Pro/Engineer in kurulu olduğu klasörün yolu gösterilirse ANSY/Workbench, Pro/Engineer menüsünde belirir. Workbench simgesine tıkladığınızda, Pro/Engineer modeliniz ANSYS/Workbench Project kısmına aktarılmış olur.

45 PRO/Engineer den model aktarımı. ANSYS/Workbench Project kısmında Simulation a tıkladığında CAD modeliniz FE model oluşturmak için simülasyon kısmına aktarılmış olur. Bundan sonra neler yapılması gerektiğini artık biliyorsunuz!!!

46 SON. Katıldığınız ve dinlediğiniz için teşekkür ederim.