ansyswb_kurs_i_notlari_v3.0
TRANSCRIPT
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
ANSYS/WORKBENCH’eGİRİŞ
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHBu 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
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH 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.
Sonlu elemanlar analizini gerçekleştirmek için aşağıdaki 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.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Sonlu Elemanlar Metodu Nedir?
F=KxU
Basit bir kiriş probleminde bu adımlar:
Sonlu elemanlarda temel denklem:
F: uygulanan kuvvetK: rijitlik matrisiU: deplasman
Yukarıdaki ifade elemandaki her bir nokta (düğüm) için oluşturulur ve:U‐>ε‐>σhesaplanır.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH 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.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH ANSYS/WORKBENCH’i TANIYALIM
WorkBench’de çalışmamızın her bir ana aşaması farklı modüllerde yapılır.
ANSYS/Workbench’in çağrılması:Başlat‐>Programlar‐>Ansys 11.0‐> workbench
Empty Project : yeni bir projenin (çalışma sahasının) oluşturulmasıGeometry : CAD modelin oluşturulmasıSimulation : FE modelini oluşturma ve sınır şartlarının girilmesiFinite Element Model: diğer programlardan FE modelini alma
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH 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 : deneme.agdb
CFX‐Mesh veritabanı dosyası : deneme.cmdb
Simulation veritabanı dosyası : deneme.dsdb
Engineering Data veritabanı dosyası : deneme.eddb
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Haydi Başlayalım….
New Project simgesine tıklayıp yeni bir proje alanı açalım:
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH İlkdeneme adlı projeyi oluşturalım….
File‐>Save as’den projemize ilkdeneme adını verelim.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH CAD modeli: DesignModeler’i çağıralım….
CAD modelini oluşturmak için Proje sayfasında DesignModeler’i çağıralım:
İlk önce;uzunluklarda hangi birimin kullanacağı seçilir.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Basit bir kiriş modelleyelim….
Aşağıda verilen ankastre kirişte uç noktada uygulanan kuvvet neticesinde oluşan DeplasmanGerilmeyi
hesaplayalım.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
DesignModeler iki kısımdan oluşur:
Sketching: 2D çizimler, skeçler:
Modeling: katı modelin 3D elde edilmesi
Basit bir kiriş modelleyelim….
İlk olarak sketching’i seçelim:
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
Sketching şu kısımlardan oluşur:
Draw : temel geometrik şekillerin (kare,daire, poligon, vb.) çizimi
Modify : geometrik şekillerde çeşitli modifikasyonlar (pah kırma, yuvarlatma, vb.)
Dimensions : geometrik uzunlukların girilmesi
Constraints : paralellik, diklik ve teğet gibi geometrik sınırlamaların girilmesi
Settings :çizim alanında ızgara oluşturma
Basit bir kiriş modelleyelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH“Look At Face/Plane Sketch” tuşuna basarak izo parametrik görüntüden XY düzlemi görüntüsüne geçelim.
Basit bir kiriş modelleyelim….
Burada 10x10 mm boyutunda bir kare çizelim.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHRasgele boyutta çizdiğimiz şeklin boyutlarını 10x10’ değiştirmek için Sketching‐>dimensions seçelim
Basit bir kiriş modelleyelim….
Horizantal seçip ‐> yatay uzunluğuVertical seçip ‐> dikey uzunluğu şekil üzerinde elde edelim.
İstediğimiz boyutları ise :
Details View penceresinden değiştirebiliriz.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
Kiriş uzunluğunu Extrude komutu ile Modeling kısmında vereceğiz.
Basit bir kiriş modelleyelim….
FD1, Depth (>0) değeri olarak kiriş uzunluğu olan 100 verelim.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHGenerate tuşu ile 3D kirişimiz oluşturulur.
Üç boyutlu (3D) görüntü nerede?
Basit bir kiriş modelleyelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHGörüntü 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….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHTree Outline kısmında kirişin CAD modelini elde ederken gerçekleştirilen adımlar detaylı olarak görülebilir.
Basit bir kiriş modelleyelim….
İşlemlerin önünde yeşil tik işaret varsa herhangi bir hata yapmadan modeli oluşturduğunuz anlamına gelir.
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.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
H1=200; V2:100;D5=40; H3=100;V4=50
Sıra sizde: UYGULAMA I
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Kirişin sonlu eleman modeli….
En üstte Project sekmesine tıklayarak proje bölümüne geçelim
Simgesine tıklayarak ANSYS/WORKBENCH simülasyon modülünü açalım.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHOutline penceresinin altında Model‐>Geometry‐>SolidYeşil işarete sahipse sorunsuz olarak CAD modelinizi simülasyon modülüne aktardınız demektir.
Kirişin sonlu eleman modeli….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHEvet, Mesh kısmında bir yıldırım var, anlamı FE modelimiz henüz tamamlanmamış, çünkü katı modelimizi küçük parçalara henüz ayırmadık
Kirişin sonlu eleman modeli….
Mesh simgesine sağ tıklayıp, Generate Mesh’i seçin
FE modelimiz hemen hemen hazır…
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHKirişin malzemesini seçelim:
Kirişin sonlu eleman modeli….
Project‐>Model‐>Geometry‐>solid seçeneğine tıklayalım.Alt pencerede “Details of Solid” ‐> Definition‐>Materialkısmında “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.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Kirişin sonlu eleman modeli….Engineering Data Penceresi açılır.
Burada,yeni bir malzeme tanımlanabilirvar olan bir malzemeye ait özellikler
değiştirilebilir.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
Engineering Data kısmında ANSYS/Workbenchkütüphanesindeki mevcut malzeme modeller
Kirişin sonlu eleman modeli….
tuşuna basılarak çağrılır.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Kirişin sonlu eleman modeli….
Ve çok sevdiğiniz titanyum’u seçebilirsiniz.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH 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.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Sınır şartlarını girelim….
Statik analizi gerçekleştirmek için öncelikle sınır şartları (mesnetler ve yükler ) belirlenmelidir.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHKirişimizin bir yüzeyinden mesnetleyelim. Bunun için fixed support’u seçelim.
Daha sonra mesnetleyeceğimiz yüzeyi seçip;Details of “fixed supoort” penceresinde scope geometry‐> Apply diyelim.
Sınır şartlarını girelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
Kuvvet için de benzer yolu takip ederek Force’u seçelim.
Sınır şartlarını girelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHKuvveti 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.
Sınır şartlarını girelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHKoordinat sistemini dikkate alarak kuvvet değerini girelim.
Sınır şartlarını girelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Haydi çözelim….İlk önce hangi sonuçları istediğimizi seçmemiz gerekiyor…Project penceresinde Solution kısmına sağ tıklayıp
Insert‐>Stress‐>Normal’i seçelim
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHZ doğrultusund gerilmeyi hesaplamak istiyoruz:
Details of Normal Stress‐>Definition‐>Orientation‐>Z axis
Haydi çözelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHEn uçta meydana gelen çökme miktarını belirlemek için:Project penceresinde Solution kısmına sağ tıklayıpInsert‐>Deformation>Directional seçelim
Haydi çözelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHİstenilen doğrultudaki çökme (deplasman) miktarını ise:Details of “directional Deformation” seçeneğinden
Definition‐>orientation‐>X AxisSeçeneğini seçelim.
Haydi çözelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHİstediğimiz çözümleri de girdikten sonra üstte solve simgesine tıklayıp çözümleri elde edelim….
Haydi çözelim….
Çözüm sonucunda en alt satırda No Messages herhangi bir hata olmadan sonuçları elde ettiğiniz anlamına gelir.
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Sonuçları görelim….Z ekseni boyunca normal gerilmenin dağılımı:
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
X ekseni boyunca deplasman değeri
Sonuçları görelim….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH Sonuçları değerlendirelim….
Sonuçlar doğru mu????
Gelin analitik olarak hesaplayalım….
Bu fark nereden kaynaklanıyor???
Meshleme işleminin iyileştirmesi
Bahar dönemindeki kursta anlatılacak…..Davetlisiniz
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
H1=200; V2:100;D5=40; H3=100;V4=50
CAD modeli oluşturduğunuz katı modelin gerilme analizini gerçekleştiriniz.
Model,Sağ taraftan tamamıyla mesnetlenecekSol taraftan ise P=100N/mm2 lik bir basınç uygulanacak
Sıra sizde: UYGULAMA II
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH 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. kaydedilirANSYS/Workbench project sayfasında Link to Geometry File seçeneğinden CAD model çağrılır
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCHPro/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/Engineermenüsünde belirir.
Workbench simgesine tıkladığınızda, Pro/Engineer modeliniz ANSYS/WorkbenchProject kısmına aktarılmış olur.
PRO/Engineer’den model aktarımı….
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH
ANSYS/Workbench Project kısmında Simulation’a tıkladığında CAD modeliniz FE model oluşturmak için simülasyon kısmına aktarılmış olur.
PRO/Engineer’den model aktarımı….
Bundan sonra neler yapılması gerektiğini artık biliyorsunuz!!!
Doç. Dr. İrfan Kaymaz
WORKBENCH SON….
Katıldığınız ve dinlediğiniz için teşekkür ederim….