ANSYS/WORKBENCH’e GİRİŞ - muhserv.atauni.edu.trmuhserv.atauni.edu.tr/makine/.../2014/ANSYSWB_kurs_I_notlari_v3.0.pdf · 9Sonlu elemanlar nedir? Ne işimize yarar? 9ANSYS/Workbench

Doç. Dr. İrfan Kaymaz

WORKBENCH

ANSYS/WORKBENCH’eGİRİŞ


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


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.


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.


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.


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


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


WORKBENCH Haydi Başlayalım….

New Project simgesine tıklayıp yeni bir proje alanı açalım:


WORKBENCH İlkdeneme adlı projeyi oluşturalım….

File‐>Save as’den projemize ilkdeneme adını verelim.


WORKBENCH CAD modeli: DesignModeler’i çağıralım….

CAD modelini oluşturmak için Proje sayfasında DesignModeler’i çağıralım:

İlk önce;uzunluklarda hangi birimin kullanacağı seçilir.


WORKBENCH Basit bir kiriş modelleyelim….

Aşağıda verilen ankastre kirişte uç noktada uygulanan kuvvet neticesinde oluşan DeplasmanGerilmeyi

hesaplayalım.


WORKBENCH

DesignModeler iki kısımdan oluşur:

Sketching: 2D çizimler, skeçler:

Modeling: katı modelin 3D elde edilmesi

Basit bir kiriş modelleyelim….

İlk olarak sketching’i seçelim:


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



WORKBENCH“Look At Face/Plane Sketch” tuşuna basarak izo parametrik görüntüden XY düzlemi görüntüsüne geçelim.


Burada 10x10 mm boyutunda bir kare çizelim.


WORKBENCHRasgele boyutta çizdiğimiz şeklin boyutlarını 10x10’ değiştirmek için Sketching‐>dimensions seçelim


Horizantal seçip ‐> yatay uzunluğuVertical seçip ‐> dikey uzunluğu şekil üzerinde elde edelim.

İstediğimiz boyutları ise :

Details View penceresinden değiştirebiliriz.


WORKBENCH

Kiriş uzunluğunu Extrude komutu ile Modeling kısmında vereceğiz.


FD1, Depth (>0) değeri olarak kiriş uzunluğu olan 100 verelim.


WORKBENCHGenerate tuşu ile 3D kirişimiz oluşturulur.

Üç boyutlu (3D) görüntü nerede?



WORKBENCHGörüntü kontrol tuşları vasıtasıyla XY düzleminde görülen kirişimizi döndürerek isteğimiz açıdan bakabiliriz.

Farenin orta tuşuna basılı tutarak çeviriniz.

tuşu ile görüntüyü ekrana sığdırır.



WORKBENCHTree 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.

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.


WORKBENCH

H1=200; V2:100;D5=40; H3=100;V4=50

Sıra sizde: UYGULAMA I


WORKBENCH Kirişin sonlu eleman modeli….

En üstte Project sekmesine tıklayarak proje bölümüne geçelim

Simgesine tıklayarak ANSYS/WORKBENCH simülasyon modülünü açalım.


WORKBENCHOutline penceresinin altında Model‐>Geometry‐>SolidYeşil işarete sahipse sorunsuz olarak CAD modelinizi simülasyon modülüne aktardınız demektir.

Kirişin sonlu eleman modeli….


WORKBENCHEvet, 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…


WORKBENCHKirişin malzemesini seçelim:


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.


WORKBENCH Kirişin sonlu eleman modeli….Engineering Data Penceresi açılır.

Burada,yeni bir malzeme tanımlanabilirvar olan bir malzemeye ait özellikler

değiştirilebilir.


WORKBENCH

Engineering Data kısmında ANSYS/Workbenchkütüphanesindeki mevcut malzeme modeller


tuşuna basılarak çağrılır.


WORKBENCH Kirişin sonlu eleman modeli….

Ve çok sevdiğiniz titanyum’u seçebilirsiniz.


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.


WORKBENCH Sınır şartlarını girelim….

Statik analizi gerçekleştirmek için öncelikle sınır şartları (mesnetler ve yükler ) belirlenmelidir.


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….


WORKBENCH

Kuvvet için de benzer yolu takip ederek Force’u seçelim.



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.



WORKBENCHKoordinat sistemini dikkate alarak kuvvet değerini girelim.



WORKBENCH Haydi çözelim….İlk önce hangi sonuçları istediğimizi seçmemiz gerekiyor…Project penceresinde Solution kısmına sağ tıklayıp

Insert‐>Stress‐>Normal’i seçelim


WORKBENCHZ doğrultusund gerilmeyi hesaplamak istiyoruz:

Details of Normal Stress‐>Definition‐>Orientation‐>Z axis

Haydi çözelim….


WORKBENCHEn uçta meydana gelen çökme miktarını belirlemek için:Project penceresinde Solution kısmına sağ tıklayıpInsert‐>Deformation>Directional seçelim

Haydi çözelim….


WORKBENCHİstenilen doğrultudaki çökme (deplasman) miktarını ise:Details of “directional Deformation” seçeneğinden

Definition‐>orientation‐>X AxisSeçeneğini seçelim.

Haydi çözelim….


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.


WORKBENCH Sonuçları görelim….Z ekseni boyunca normal gerilmenin dağılımı:


WORKBENCH

X ekseni boyunca deplasman değeri

Sonuçları görelim….


WORKBENCH Sonuçları değerlendirelim….

Sonuçlar doğru mu????

Gelin analitik olarak hesaplayalım….

Bu fark nereden kaynaklanıyor???

Meshleme işleminin iyileştirmesi

Bahar dönemindeki kursta anlatılacak…..Davetlisiniz


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


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


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….


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!!!


WORKBENCH SON….

Katıldığınız ve dinlediğiniz için teşekkür ederim….

Documents

ANSYS/WORKBENCH’e GİRİŞ - muhserv.atauni.edu.trmuhserv.atauni.edu.tr/makine/.../2014/ANSYSWB_kurs_I_notlari_v3.0.pdf · 9Sonlu elemanlar nedir? Ne işimize yarar? 9ANSYS/Workbench