COSMOSWORKS İLE DÜŞME ANALİZİ

Transkript

1 COSMOSWORKS İLE DÜŞME ANALİZİ Makine parçalarının veya bir makinanın belirli bir yükseklikten yere düşmesi ile yapı genelinde oluşan gerilme (stress) ve zorlanma (strain) değerlerinin zamana bağlı olarak elde edilebilmesi CosmosWorks programı ile mümkündür. Düşme testi için ilk olarak düşme analizinin gerçekleştirileceği parça veya makinanın SolidWorks ile modellenmesi gereklidir. Bu dökümanda basit bir model için CosmosWorks ile düşme analizi anlatılmaktadır. İlk olarak aşağıdaki modeli oluşturalım. SolidWorks Sketch araç çubuğundan Line komutu ile aşağıda belirtilen ölçülerdeki çizim Front Plane (Ön Düzlem) de gerçekleştirilir. 1/23

2 Oluşturulan sketch Features araç çubuğundan Extruded Boss/Base komutu ile 50 mm kalınlığında katı hale getirilir. Modeli tamamlamak üzere gösterilen yüzeyde bir delik açılır (Bu işlem sketch içerisindeki bir çember ile de gerçekleştirilebilirdi). 2/23

3 Delik delme işlemi sonucunda düşme analizi için kullanılacak model tamamlanmıştır. 3/23

4 Düşme analizi için CosmosWorks programının bilgisayarda yüklü olması gereklidir. Kurulum aşamasında CosmosWorks ün de yüklenmesi gereklidir. İlk olarak CosmosWorks,içerisinden bir Çalışma (Study) tanımlanır. Model malzemesi model oluşturulduktan sonra tanımlanabileceği gibi, analiz hazırlık aşamasında da tanımlanabilir. Çalışma ismi (Name) olarak Düşme1 ismi tanımlanmış ve Tip olarak (Type) Drop Test (Düşme Testi) analiz tipi seçilmiştir. 4/23

5 Yapılan seçim sonrasında unsur yöneticisinin görünümü aşağıdaki gibidir. 5/23

6 Model için malzeme tanımı Solids üzerinde iken sağ tuş ile açılan menüden yapılır. Açılan pencereden kütüphaneden Alüminyum alaşımları bölümünden 1060 Alaşım seçilir. 6/23

7 Setup bölümünden Define/Edit ile Düşme Analizi için gerekli ayarlar yapılır. Düşme testi için temel olarak iki seçenek vardır. Model için bir düşme yüksekliği tanımlanabileceği gibi, modelin zemine çarpması anındaki çarpma hızı tanımlanabilir. Düşme yüksekliği tanımı yapıldığında yüksekliğin modelin ağırlık merkezinden veya en alt mesafesinden olduğu tanımı yapılabilir. 2 m lik düşme mesafesi, yerçekimi yönü, düşme zemininin yerçekimine dik olduğu ve rijit zemin tanımı yapılır. 7/23

8 Target (Hedef) olarak modelin düşeceği zemin belirtilmektedir. Zemin modellenmesine gerek yoktur, model seçilen zemin tipine göre düşürme işlemine tabi tutulur. Modelin düştüğü zemin için istenirse zemin direngenliği tanımlanarak flexible (esnek) zemin tanımı yapılabilir. Daha sonra, Result Options ile çözümün, çarpışmadan sonra kaç saniye için yapılacağı, hangi noktalar için ve 8/23

9 Çarpışmadan sonra 100 micro saniye için analiz yapılacağı, şekilde seçilmiş olan noktalar için analiz sonuçlarının grafik halinde elde edileceği ve her grafiğin 50 datadan oluşacağı tanımlamaları yapılır. Analiz ile ilgili tanımlamalardan sonra Sonlu elemanlar ağı (mesh) oluşturulur. 15 mm lik yaklaşık bir mesh boyutu tanımlanarak çözüm ağı elde edilir. Düşme analizinde dinamik analizler uzun çözüm zamanları ve kayıt yeri gerektirdiği için mesh boyutlarının çok düşük seçilmemesi faydalı olabilir. 9/23

10 Düşme1 çalışması seçilerek, mouse sağ tuşu ve Run komutu ile analize başlanılır. Analiz tamamlandıktan sonra Results klasörü açılır. Results altındaki Stress, Displacement ve Strain sonuçları tıklanarak analiz sonucunda (belirtilen zamanın sonunda) model üzerinde mevcut bulunan gerilme, yerdeğiştirme ve zorlanma değerleri elde edilebilir. 10/23

11 Çarpışmadan 100 microsaniye sonraki gerilme dağılımı von Mises, Çarpışmadan 100 microsaniye sonraki deformasyon dağılımı (m) 11/23

12 Çarpışma öncesi ve sonrası deformasyon animasyon halinde görüntülenebilir ve istenirse avi dosyası olarak kaydedilebilir. Animasyon gerilme ve zorlanma değerlerini görüntülemek için de kullanılabilir. Bunun için ilgili sonucu öncelikle çift tıklamak ve Mouse sağ tuşunu kullanarak Animate komutuna ulaşmak yeterlidir. 12/23

13 Çarpışmayı takip eden herhangi bir anda (Frame) sonuçları görebilmek için Result klasöründen Define Displacement Plot komutu ile ilgili Frame seçilerek sonuçlar görüntülenebilir. 13/23

14 Deformed Shape skalası olarak Automatic seçilmiş ve deformasyon için skala otomatik olarak belirtilmiştir. 14/23

15 Analiz başlangıcında belirtilen noktalar için zamana bağlı Gerilme, deformasyon ve zorlanma grafikleri çizdirilebilir. En fazla 6 nokta için grafikler üst üste çizdirilebilir. Von Mises gerilme dağılımı Mega Pascal cinsinden çizidirilebilir. 15/23

16 16/23

17 Sonuçlar çarpma anındaki deformasyon değerleri için de elde edilebilir. 17/23

18 Diğer noktalar için, 18/23

19 Aynı modeli N/m/m 2 lik bir esnek zemine düşürdüğümüzde (Zemin kalınlığı 100 mm ve zemin malzemesinin yoğunluğu Çelik olarak alınmıştır) Esnek zemin uygulamasında Gerilme değerlerindeki düşüş sonuçlardan gözlemlenmektedir. 19/23

20 Zemin direngenliği arttırıldığında Gerilme değerlerinin de arttığı gözlemlenmektedir. Esnek zemin uygulaması için zemin özelliklerinin doğru tanımlanması analiz sonuçlarının yorumlanabilir olması açısından önemlidir. 20/23

21 21/23

22 Rijit zemin ve çarpma anındaki hızın tarafımızdan tanımlanması durumu için analiz yapılacak olursa, 20 m/s lik çarpma hızı için. 22/23

23 23/23