LUSAS 13.6 ile Yamalı Kompozit Numune Modellenmesi ve Analizi · 2018. 9. 5. · LUSAS 13.6 ile Yamalı Kompozit Numune Modellenmesi ve Analizi Bu tutorialda ana parçası 4 tabakadan,

Hazırlayan : Mustafa İlhan UYSAL www.teknikbelgeler.com

LUSAS 13.6 ile Yamalı Kompozit Numune Modellenmesi ve Analizi

Bu tutorialda ana parçası 4 tabakadan, yaması 6 tabakadan oluşan, her tabakası 0.5mm

kalınlığa sahip yamalı bir numunenin modellemesi ve analizi adım adım anlatılacaktır.

1. C:\Lusas136 klasörünün içinde, yapılacak analiz için yeni bir klasör oluşturun. Bu sayede

analizin tüm dosyaları tek bir bölgede olur ve karışıklık giderilir.

Şekil 1. Verilerin yükleneceği klasörün oluşturulması(Bu tutorialda bu klasöre“17.10.08” adı

verilmiştir)

2. Başlat > Tüm Programlar > LUSAS13.6 For Windows > LUSAS Modeller adımları

izlenerek LUSAS programı başlatılır.

3. Programın açılışında LUSAS ürünlerinden hangisiyle çalışmak istediğimizi seçeceğimiz

“Select Product” ekranı gelir. Burada “LUSAS Composite” seçilir ve “OK”e tıklanır.

Şekil 2. LUSAS ürünlerinden LUSAS Composite’in seçilmesi


4. 3. adımın sonunda “OK”e tıklandığında gelen yeni ekranda, 2 seçenek vardır. Eğer yeni bir

model üretmek isteniyorsa “Create New Model”, daha önce üretilen bir modelin üzerinde

değişiklikler yapmak ya da analiz verilerini görüntülemek isteniyorsa “Open Existing File”

seçeneği seçilir. Bu tutorialda yeni bir model oluşturulacağı için “Create New Model”

seçeneği seçilmiştir.

Şekil 3. “Create New Model” seçeneğinin seçilmesi

5. Açılan “New Model Startup” ekranında “Working Folder” seçeneklerinden “User

Defined”a tıklanır ve bir alttaki kısımda daha önce oluşturduğumuz klasör seçilir. Bu

tutorialda “File Name” olarak 17-10-08 girilmiştir. Dosya adı(File Name) girerken LUSAS

“nokta(.)” ve “virgül(,)” karakterlerini kabul etmemektedir.

Birimler(units) “N mm t C s”, model şablonu(startup template) “Composite”, dikey

eksen(vertical axis) “Z” seçilir ve “OK”e tıklanır.

Şekil 4. Modelin isminin girilmesi, birim sistemi, ekseni ve şablonunun seçilmesi


6. Modeli çizerken koordinat düzlemine önce noktalar yerleştirilir, noktalar birleştirilerek

çizgiler ya da yüzeyler elde edilir, yüzeylerden de hacimler oluşturulur.

İlk başta “point”(nokta) ikonuna tıklanır.

Şekil 5. Nokta ikonu

Açılan “Enter Coordinates” ekranında “Grid style” kısmındaki “3 Columns” seçilerek X, Y ve

Z koordinatları verileri girerken karışıklığı önlemek için üç ayrı kolona ayrılır ve noktaların

koordinatları girilir ve “OK”e tıklanır. İlk 7 noktanın koordinatları şekilde görülebilir. Diğer

noktaların koordinatları şöyledir:

8. X=0, Y=25, Z=0 ; 9. X=120, Y=25, Z=0 ; 10. X=156, Y=25, Z=0 ; 11. X=168, Y=25, Z=0 ;

12. X=180, Y=25, Z=0 ; 13. X=192, Y=25, Z=0 ; 14. X=204, Y= 25, Z=0

Şekil 6. Noktaların koordinatlarının girilmesi

Şekil 7. Çizim ekranında oluşturulan noktalar


7. Noktalar oluşturulduktan sonra bu noktalardan çizgiler ya da yüzeyler oluşturma işine

geçilir. Modelimizde sadece dikdörtgen yüzeyler çizileceği için dikdörtgenin köşeleri olacak 4

adet nokta seçilir ve “surface”(yüzey) ikonuna tıklanır ve dikdörtgen yüzey elde edilir.

Şekil 8. Yüzey(alan) ikonu

Not: LUSAS’ta noktalar kırmızı, çizgiler pembe, yüzeyler yeşil renkle gösterilir.

İlk yüzeyi oluşturduktan sonra çizim ekranında diğer yüzeyleri çizmek için sadece noktaların

seçilmesi gerekir. Eğer tıklanacak bölgede nokta, çizgi ve yüzey bir aradaysa noktayı

kolaylıkla seçebilmek için farenin sol tuşu “Selection Mode” ikonuna basılı tutulurken açılan

alt pencerede nokta simgesi seçilir. Aynı adım, sadece çizgi, sadece yüzey ya da sadece hacim

seçmek istendiğinde de uygulanır.

Şekil 9. Sadece noktaları seçmek için Selection Mode’da yapılan düzenleme

Daha sonra ilk yüzeyde yapıldığı gibi her bir yüzey için 4 adet köşe noktası seçilerek diğer

yüzeyler teker teker çizilir ve aşağıdaki şekil elde edilir:

Şekil 10. Noktalar birleştirilerek oluşturulan yüzeyler

8. Yüzeyler oluşturulduktan sonra kenarlara mesh(ağ) atama işlemine geçilir. Eğer bu işlem

yapılmazsa modeldeki her çizgiye programda “default” olarak ayarlı olan mesh otomatik

atanır. Bu “default” değerini değiştirmek için menülerden File > Model Properties > Meshing

kısmına tıklanır ve Divisions > Default değeri değiştirilir, “OK”e tıklanır.


Şekil 11. “Default Mesh” değerinin değiştirilmesi

Sonra modeldeki çizgilere ayrı ayrı mesh atanır. Bu modelde her 3mm’ye bir division atanacaktır. 120mm uzunluğundaki çizgilere, Divisions=40, 36mm uzunluğundaki çizgilere Divisions=12, 12mm uzunluğundaki çizgilere Divisions=4 ve 25mm uzunluğundaki düşey çizgilere Divisions=8 atanması yapılır. Bu atama işleminde “Treeview”da, istenen “division”lardan sadece Divisions=4 ve Divisions=8 bulunmaktadır. Diğer “division”ları “Treeview”a eklemek için menülerden Attributes > Mesh > Line kısmına tıklanır. Açılan “Feature Mesh Definition” ekranında “Number of divisions” kısmına istenen değer girilir ve “Dataset” ismi değiştirilir.

Şekil 12. “Feature Mesh Definition” ekranında yapılan değişiklikler


Aynı adımlar Divisions=40’ı eklemek için de izlenir ve böylece “Treeview”a istenen tüm

“division”lar eklenmiş olur.

Şekil 13. “division”ların “Treeview”a eklenmesi

Artık çizgilere “division”ların atanması işlemine geçilebilir. Grafik penceresinde sadece

çizgilerin seçilmesi için “Selection Mode”da bu sefer çizgi ikonuna tıklanır. Kolaylık olması

amacıyla ilk önce 12mm uzunluğundaki çizgiler “CTRL” tuşuna basılı tutularak seçilir.

“Treeview”daki “Divisions=4” ikonuna farenin sol tuşu basılı halde tutulur ve fare kursörü

grafik penceresine sürüklenip bırakılır. Bu işlem bu noktadan sonra sadece “sürüklenip

bırakılma” olarak adlandırılacaktır. “division”lar atandıktan sonra grafik ekranında bir

değişme gözlenmemesi, kullanıcıda atama işleminin başarılı olup olmadığı konusunda şüphe

uyandırabilir. “Divisions=4”ün atanıp atanmadığından emin olmak için “Text Output

Window”daki yazılar kontrol edilir ya da “Treeview”daki “Divisions=4” ikonuna sağ tuşla

tıklanıp “Select Assignments” seçilir ve grafik penceresi kontrol edilir.

Şekil 14. “Text Output Window”un kontrolü

Diğer uzunluklardaki çizgilere de aynı adımlar izlenerek “division”lar atanır.

Şekil 15. “division”ların atandığı çizgiler(düşey çizgilere Divisions=8 atanır)


9.a-) Mesh atama işleminden sonra yüzeylerden hacim oluşturma işlemine geçilir. Grafik

penceresinde sadece yüzeylerin seçilmesi için “Selection Mode”da yüzey ikonuna tıklanır.

“CTRL” tuşuna basılı tutularak tüm yüzeyler seçilir ve “Sweep Feature” ikonuna tıklanır.

Şekil 16. “Sweep Feature” ikonu

Açılan “Sweep” penceresinde “Translate” özelliği seçili haldeyken Z eksenine 0,5mm girilir

ve OK’e tıklanır. Böylece yüzeyler Z ekseninde 0,5mm ötelenerek hacimlere dönüşmüş

olurlar. Ana parçanın yarısının tabakaları en alttan en üste olacak şekilde çizileceği için

çizilen ilk tabakaya 4.tabaka adını verebiliriz.

Şekil 17. “Sweep” penceresinde yapılan değişiklikler

Şekil 18. Yüzeylerin ötelenmesiyle oluşturulan hacimler(4.tabakanın yarısı)


3.tabakayı oluştururken 4.tabakanın en sağdaki hacminin üst yüzeyi hariç, tüm hacimlerin üst

yüzeyleri “CTRL” tuşuna basılı tutularak seçilir ve “Sweep” özelliği 9.adımdaki gibi

uygulanır.

Şekil 19. 3.tabakayı çizmek için seçilen yüzeyler

Böylece 3.tabakanın yarısı çizilmiş olur.

Şekil 20. 4.tabakadaki yüzeylerin ötelenmesiyle oluşturulan 3.tabaka



uygulanır.






uygulanır.





b-) 4 tabakalı ana parçanın diğer yarısını oluşturmak için “Mirror” komutu kullanılacaktır. Bu

komutu kullanmadan önce, bir ayna düzlemi oluşturulur. Bunun için 4.tabakanın en sağındaki

4 nokta “Copy” komutu ile X ekseninde 6mm ileriye doğru kopyalanır.

Şekil 25. Ayna düzlemi olarak kullanmak için kopyalanan 4 nokta

Şekil 26. “Copy” ikonu

Açılan “Copy” penceresinde “Translate” özelliği seçili haldeyken X eksenine 6mm girilir ve

OK’e tıklanır.

Şekil 27. “Copy” penceresinde yapılan değişiklikler


Oluşan yeni noktalar seçilir, grafik penceresinde farenin sağ tuşuna tıklanır ve “Selection

Memory > Set” seçenekleri seçilerek bu noktalar hafızaya kaydedilir.

Şekil 28. Oluşan yeni 4 noktanın hafızaya eklenmesi

Sonra tüm hacimler seçilir ve tekrar “Copy” ikonuna tıklanır. Açılan “Copy” penceresinde

“Mirror” özelliği seçilir ve “Transformations generated from memory selection” sekmesinde

“Mirror - points 83 84” seçilerek önce “Use”a sonra “OK”e tıklanır.

Şekil 29. “Copy” penceresinde “Mirror” özelliği ayarlarının yapılması

Böylece ana parça çizilmiş olur.

Şekil 30. “Mirror” komutuyla oluşturulan ana parça


“Mirror” işlemi tamamlandığı için, hafızaya eklenen noktalara ihtiyaç kalmadığı için farenin

sağ tuşu grafik penceresinin boş bir yerine tıklanır ve “Selection Memory > Clear”

seçenekleri seçilerek noktalar hafızadan silinir.

c-) Çizilecek olan yama 6 tabakalı olacağından çizim işlemi en alt tabakadan en üst tabakaya

olacak şekilde yapılır. Yamayı çizerken ana parçanın ortasındaki 6 nokta “CTRL” tuşuna

basılı tutularak seçilir ve “Copy” komutu kullanılarak Z ekseninde 10mm yukarıya ötelenir.

Şekil 31. Yama çiziminde kullanılan ana parçaya ait noktalar

Şekil 32. Yama çiziminde kullanılan noktaların Z ekseninde 10mm yukarıya ötelenmiş hali

Çizilen yeni noktalar birleştirilerek iki yüzey oluşturulur. Yüzeylerin kenarlarına meshler

atanır. (25mm uzunluktaki kenarlara Divisions=8mm, 6mm uzunluktaki kenarlara

Divisions=2 olacak şekilde)

Şekil 33. Noktaların birleştirilmesiyle oluşturulan yama yüzeyinin kenarlarına atanan

“division”lar


Yama yüzeyini oluşturmak için kopyalanan 6 noktanın 4’ü(ortalarındaki 2 nokta hariç),

“CTRL” tuşuna basılı tutularak seçilir ve “Copy” komutu kullanılarak Z ekseninde 10,5mm

yukarıya ötelenir.

Şekil 34. 2. yama yüzeyini oluşturmak için kopyalanan 4 nokta

Şekil 35. 2. yama yüzeyinin çiziminde kullanılan noktaların Z ekseninde 10,5mm yukarıya

ötelenmiş hali

Çizilen yeni 4 nokta birleştirilerek bir yüzey oluşturulur. Yüzeyin kenarlarına meshler atanır.

(25mm uzunluktaki kenarlara Divisions=8mm, 12mm uzunluktaki kenarlara Divisions=4

olacak şekilde)

Şekil 36. Noktaların birleştirilmesiyle oluşturulan 2.yama yüzeyinin kenarlarına atanan

“division”lar

Mesh atama işleminden sonra önce üstteki, sonra alttaki yüzey olacak şekilde bu yüzeyler

Sweep komutuyla Z ekseninde 0,5mm ötelenerek hacimlere dönüştürülür.

Şekil 37. Üstteki yama yüzeyinden oluşturulan ilk hacim


Şekil 38. Alttaki yama yüzeyinden oluşturulan ikinci hacim

Yamanın bu hacimleri ana parçaların arasındaki boşluklara yerleşeceği için en alttaki yama

hacmi ana parçanın 4.tabakasının bir parçası olur ama yamanın 6.tabakasıdır. Üstteki hacmin

yanlarına ana parçadan 2 hacim “Copy” komutu kullanılarak Z ekseninde 10,5mm ötelenir ve

yamanın 5.tabakasının parçaları tamamlanır.

Şekil 39. Yamanın 5.tabakasını tamamlamak için Z ekseninde 10,5mm ötelenecek olan ana

parçaya ait hacimler

Şekil 40. Yamanın 6. ve 5. tabakalarının tamamlanmış hali

Yamanın 4.tabakasını çizerken önce yamanın 5.tabakasındaki üç hacim Copy komutu

kullanılarak Z ekseninde 0,5mm ötelenir. Sonra bu hacimlerin yanına ana parçanın

3.tabakasından iki hacim yine Copy komutu kullanılarak Z ekseninde 10,5mm ötelenir ve

yamanın 4.tabakası tamamlanır.

Şekil 41. Yamanın 4.tabakası çizilirken yamanın 5.tabakasında Z ekseninde 0,5mm ötelenen

hacimler


Şekil 42. Yamanın 4.tabakası çizilirken ana parçanın 3.tabakasında Z ekseninde 10,5mm

ötelenen hacimler

Şekil 43. Yamanın 6., 5. ve 4. tabakalarının tamamlanmış hali

Yamanın 3.tabakasını çizerken önce yamanın 4.tabakasındaki beş hacim Copy komutu





hacimler


ötelenen hacimler

Şekil 46. Yamanın 6., 5., 4. ve 3. tabakalarının tamamlanmış hali


Yamanın 2.tabakasını çizerken önce yamanın 3.tabakasındaki yedi hacim Copy komutu





hacimler


ötelenen hacimler

Şekil 49. Yamanın 6., 5., 4., 3. ve 2. tabakalarının tamamlanmış hali

Yamanın 1. ve son tabakasını çizerken diğerlerinden farklı olarak sadece yamanın

2.tabakasındaki yedi hacim Copy komutu kullanılarak Z ekseninde 0,5mm ötelenir ve



hacimler

Şekil 51. 6 tabakalı yamanın tamamlanmış hali

Yama ve ana parçaların çizimi tamamlandığı için ana parçaların arasındaki dört nokta artık

silinebilir.


10. Analiz yapıldıktan sonra gerektiğinde sonuçları daha detaylı incelemek için ana parçalar

ve yama ayrı ayrı gruplandırılır. İlk önce ana parçalar seçilir.

Şekil 52. Ana parçaların seçilmesi

Sonra “Group” ikonuna tıklanır.

Şekil 53. “Group” ikonu

Böylece ana parçalar “New Group” adıyla “Treeview”a eklenmiş olur. “New Group” ismi

“Base Material” olarak değiştirilir.

Yama için de bir grup oluşturmak için tüm yama hacmi seçilir.

Şekil 54. Yamanın seçilmesi

Yama seçildikten sonra “Group” ikonuna tıklanır ve yama grubu “New Group(1)” adıyla

“Treeview”a eklenmiş olur. “New Group(1)” ismi “Patch” olarak değiştirilir.

Şekil 55. Treeview’a eklenip adları değiştirilen gruplar

Ana parça ve yama birleştirildiğinde bile “Treeview”a eklenen bu gruplar sayesinde sadece

ana parça ya da sadece yama ayrı ayrı seçilebilir. Örneğin sadece yamanın seçilmesi

istendiğinde “Treeview”da “Patch” yazısına sağ tıklanır ve “Select Members” seçeneğine

tıklanır. Böylece sadece yama hacimleri seçilmiş olur.

11. LUSAS’ta çizilen bütün hacimlerin hacim eksenleri grafik eksendeki koordinat ekseniyle

aynı olmayabilir. Bunu kontrol etmek için “Treeview”da “Layers” sekmesi seçilir ve

“Geometry”e çift tıklanır.

Şekil 56. “Layers” sekmesi altındaki “Geometry” özelliği


Açılan yeni pencerede “Show volume axes” seçeneği seçilir ve “OK”e tıklanır.

Şekil 57. “Geometry properties” penceresinde yapılan değişiklik

Grafik penceresinde sadece hacimlerin seçilmesi için “Selection Mode”da bu sefer hacim

ikonuna tıklanır. Sonra grafik penceresinde hacimlerin hacim eksenleri incelenerek ana

koordinat eksen takımının aynısına sahip olan herhangi bir hacme tıklanır ve “CTRL+A”

tuşlarına basarak tüm hacimler seçilir. Menülerden Geometry > Volum > Cycle Relative kısmına tıklanır. Böylece tüm hacimlerin hacim eksenleri ana koordinat ekseninin aynısı olur.

Bu işlem tamamlanınca grafik penceresinden hacim eksenlerini silmek için “Treeview”da

“Layers” sekmesi altındaki “Geometry”e çift tıklanır ve “Show volume axes” kaldırılır.

12. Gruplama işleminden sonra parçalara malzeme atanır. Menülerden “Attributes > Material

> Composite Library” seçenekleri seçilir. Açılan pencerenin “Material” kısmında “HS Carbon

UD Vf=60%” seçilir ve “OK”e tıklanır.

Şekil 58. “Composite Library” penceresinde yapılan değişiklikler


Böylece “HS Carbon UD Vf=60%” malzemesi “Treeview”a eklenmiş olur.

Şekil 59. Malzemenin “Treeview”a eklenmiş hali

Grafik ekranda tüm hacimler seçilir ve “Treeview”daki “HS Carbon UD Vf=60%” ikonu

grafik ekrana sürüklenip bırakılır. Bu sayede tüm hacimlere “HS Carbon UD Vf=60%”

malzemesi atanmış olur.

13. Malzeme atama işleminden sonra tüm tabakalara ayrı ayrı kompozit oryantasyon

açılarının ve kalınlıklarının girilmesi işlemine geçilir. Bunun için menülerden “Attributes >

Composite” seçeneklerine tıklanır. Açılan pencerede “New” sekmesi seçilir ve tabakanın

özellikleri girilir. Örneğin 1.tabaka için “name” kısmına ply1(0), “thickness” kısmına 0,5 ve

“angle” kısmına “0” girilir ve “OK”e tıklanır. “Composite Name” altındaki “Dataset”

kısmına ply1(0) girilir ve yine “OK”e tıklanır.

Şekil 60. “Composite Materials” penceresinde yapılan değişiklikler

2., 3., 4., 5., ve 6.tabakanın özellikleri girilirken “name” ve “dataset” kısmına “ply2(0)”,

“ply3(0)”, “ply4(0)”, “ply5(0)” ve “ply6(0)” yazmanın dışında bütün adımlar 1.tabakadakinin

aynısıdır. “OK” ikonuna tıkladıkça “Treeview”a “ply”ların eklendiği görülebilir.


Böylece “Treeview”a tüm 6 tabakanın da oryantasyon açıları ve kalınlıkları eklenmiş olur.

Şekil 61. Tüm “ply” özelliklerinin “Treeview”a eklenmiş hali

Bu işlemden sonra “Treeview”daki “ply” özelliklerinin tabakalara atanması işlemine geçilir.

Yamanın 1.tabakasına “ply1(0)”, “Treeview”dan grafik ekranına sürüklenip bırakılarak atanır.

Yamanın 2.tabakasına “ply2(0)”, yamanın 3. ve ana parçanın 1.tabakasına “ply3(0)”, yamanın

4. ve ana parçanın 2.tabakasına “ply4(0)”, yamanın 5. ve ana parçanın 3.tabakasına “ply5(0)”,

yamanın 6. ve ana parçanın 4.tabakasına ply6(0) aynı şekilde atanır. Böylece “ply” özellikleri

tüm tabakalara atanmış olur.

14. Kompozit oryantasyon özelliklerinin atanmasından sonra yama ile ana parça arasına

“Interface Mesh” atanması işlemine geçilir. Menülerden “Attributes > Mesh > Surface”

seçeneklerine tıklanır. Açılan pencerede “Generic Element Type” özelliği “Interface”,

“Element Shape” özelliği “Quadrilateral”, “Interpolation Order” özelliği “Quadratic” olarak

ayarlanır ve “Regular Mesh” kısmında “Allow Transition Pattern” ve “Automatic Divisions”

seçenekleri seçilir. “Dataset” ismine “Interface Mesh” girilir ve “OK”e tıklanır.

Şekil 62. “Feature Mesh Definition” penceresinde yapılan değişiklikler


Böylece “Interface Mesh” özelliği “Treeview”a eklenmiş olur.

Şekil 63. “Interface Mesh” özelliğinin “Treeview”a eklenmiş hali

“Interface Mesh”i modele atamak için önce “Selection Mode”da yüzey ikonuna tıklanır ve

ana parçanın üstündeki 8 yüzeyi seçilir. Grafik ekranda boş bir yere fareyle sağ tıklanır ve

“Selection Memory > Set” seçenekleri seçilerek yüzeyler hafızaya kaydedilir.

Şekil 64. Interface Mesh’i atamak için seçilen ana parçanın üstündeki sekiz yüzey

Daha sonra yamanın, ortasındaki yüzeyi hariç, 8 yüzeyi seçilir.

Şekil 65. Interface Mesh’i atamak için seçilen yamadaki sekiz yüzey

“Treeview”dan “Interface Mesh” seçeneği sürüklenip grafik ekrana bırakılarak yama ile ana

parça arasına “Interface Mesh” atanması tamamlanır. Fareyle tekrar grafik ekranda boş bir

yere sağ tıklanır ve “Selection Memory > Clear” seçenekleri seçilerek hafızadaki yüzeyler

silinir.

Şekil 66. “Interface Mesh”in ana parça yüzeyleriyle yama yüzeyleri arasına atanmış hali


16. “Interface Mesh” atandıktan sonra tüm hacimlere Composite Brick(HX16L) mesh atama

işlemine geçilir. “Treeview”daki “Composite Brick(HX16L)” ikonuna çift tıklanır ve açılan

pencerede “Allow Transition Pattern” seçeneği seçilerek “OK”e tıklanır.

Şekil 67. “Edit Attribute” penceresinde yapılan değişiklik

“Selection Mode”da hacim ikonuna tıklanır ve “CTRL+A” tuşlarına basılarak tüm hacimler

seçilir. “Treeview”dan “Composite Brick(HX16L)” seçeneği sürüklenip grafik ekrana

bırakılarak numuneye mesh atanması tamamlanır.

Şekil 68. Yamanın ve ana parçanın meshli hali


16. Mesh atama işleminden sonra “Interface Material” atama işlemine geçilir. Menülerden

“Attributes > Material > Specialised > Delamination Interface” seçenekleri seçilir. Açılan

pencerede “Number of Fracture Modes” özelliği “3” olarak seçilir. Bu modların adları “Tear”,

“Shear” ve “Opening”dir. “Fracture Energy” kısmında üç moda “4”, “Initiation Stress”

kısmında üç moda da “57” girilir. Dataset ismi olarak “Interface Material” yazılır ve “OK”e

tıklanır.

Şekil 69. “Interface Material” penceresinde yapılan değişiklikler

Böylece “Treeview”a “Interface Material” özelliği eklenmiş olur.

Şekil 70. “Interface Material” özelliğinin “Treeview”a eklenmiş hali

Daha sonra “Treeview”daki “Interface Mesh” özelliğine sağ tıklanır ve “Select Master

Assignments” seçeneği seçilir. Bu işlem yapıldığında, ortasındaki yüzeyi hariç, yamanın alt

yüzeyleri seçilmiş olur ve “Treeview”daki “Interface Material” özelliği sürüklenip grafik

ekrana bırakılır. Açılan “Material Assignment” penceresinde “OK”e tıklanır. Bu sayede

“Interface Material” özelliği, yani reçinenin özellikleri atanmış olur.


17. “Interface Material” işlemi tamamlandıktan sonra artık yama ana parçanın üzerine

yerleştirilebilir. Tüm yama seçilir ve menülerden “Geometry > Point > Make unmergable”

seçeneklerine tıklanır.

Şekil 71. Yamanın tüm hacimleri seçilmiş hali

Sonra “Move” ikonuna tıklanır.

Şekil 72. “Move” ikonu

Açılan “Move” penceresinde “Translate” seçili iken “Z”ye “-10” girilir ve “OK”e tıklanır.

Böylece tüm yama hacimleri Z ekseninde -10mm hareket edip ana parçaların üzerine

yerleştirilmiş olur.

Şekil 73. “Move” penceresinde yapılan değişiklik


Şekil 74. Yamanın ana parça üzerine yerleşmiş hali

18. Yama ana parçanın üzerine yerleştirildikten sonra numuneye sınır koşullarını atama

işlemine geçilir. Bu tutorialda numuneye sağ tarafından +X yönünde çekme kuvveti

uygulanacağı için önce sol ucundaki hacimler seçilir.

Şekil 75. Numunenin sol ucundaki tüm hacimlerin seçilmesi

“Treeview”da “Supports” sekmesinin altındaki “Fully Fixed” özelliği sürüklenip grafik

ekrana bırakılır ve açılan pencerede “OK”e tıklanır. Böylece numunenin sol ucundaki

hacimler her yönden sabitlenmiştir.

Şekil 76. “Treeview”daki “Supports” sekmesinin altındaki “Fully Fixed” özelliği

Sonra numunenin sağ ucundaki hacimler seçilir.

Şekil 77. Numunenin sağ ucundaki tüm hacimlerin seçilmesi

“Treeview”da “Supports” sekmesinin altında bu sefer “Fixed in YZ” özelliği sürüklenip

grafik ekrana bırakılır ve açılan pencerede “OK”e tıklanır.

Şekil 78. “Treeview”daki “Supports” sekmesinin altındaki “Fixed in YZ” özelliği


Böylece numunenin sağ ucundaki hacimler YZ ekseninde sabitlenmiştir.

Şekil 79. Numunenin sınır koşullarının tüm hacimlerin seçilmesi

19. Sınır koşullarının atanmasından sonra numuneye kuvvet uygulanması işlemine geçilir.

Menülerden “Attributes > Loading > Structural” seçenekleri seçilir ve açılan pencerede

“Global Distributed” sekmesine tıklanır. Bu tutorialda kuvvetin birim alana uygulanması

istendiği için “Per Unit Area” seçilir. “X” bileşeninin değeri “1” olarak atanır ve Dataset ismi

“Global Distributed Load” olarak girilir. “OK”e tıklanır.

Şekil 80. “Structural Loading Datasets” penceresinde yapılan değişiklikler

Böylece “Treeview”a, “Loading” sekmesinin altına “Global Distributed Load” özelliği

eklenmiş olur.

Şekil 81. “Global Distributed Load” özelliğinin “Treeview”a eklenmiş hali


Grafik penceresinde sınır koşullarının gözükmesi numunenin şeklinin anlaşılabilirliğini

azalttığı için “Treeview”da “Layers” sekmesine tıklanır ve “Attributes”a çift tıklanır. Açılan

pencerede “Supports” sekmesine tıklanır. “Datasets” seçeneklerinden “None” seçilir ve

“OK”e tıklanır.

Şekil 82. “Properties” penceresinde yapılan değişiklikler

Yükü numuneye uygulamak için ilk önce “Selection Mode”da yüzey ikonuna tıklanır.

Numunenin sağ ucundaki yüzeyler seçilir.

Şekil 83. Numunenin sağ ucundaki seçilen yüzeyleri

“Treeview”da “Loading” sekmesinin altındaki “Global Distributed Load” özelliği sürüklenip

grafik ekrana bırakılır ve açılan pencerede “OK”e tıklanır. Böylece numuneye kuvvet

uygulama işi tamamlanmış olur.


20. Numuneye yük atama işlemi de tamamlandıktan sonra analiz bilgilerini girme işlemine

geçilir. İlk başta “Treeview”da “Loadcases” sekmesi seçilir ve “1:Loadcase 1” özelliğine sağ

tıklanarak “Properties” seçilir.

Şekil 84. “Treeview”daki “Loadcases” sekmesi

Açılan “Properties” penceresinde “Nonlinear & Transient” özelliği seçilir ve “Set”e tıklanır.

Şekil 85. “Properties” penceresinde yapılan değişiklikler

Yeni açılan “Nonlinear & Transient” penceresinde “Incrementation” kısmında ilk olarak

“Nonlinear” seçilir. “Incrementation”, “Automatic” olarak ayarlanır. Numunenin birim

alanına uygulanan 1N/mm2’lik yükün analiz boyunca nasıl değişmesi gerektiği sırasıyla

girilen şu değerlerle ayarlanır:

a-) “Starting Load Factor”e(Başlangıç yük katsayısı diyebiliriz) “5” girilir. Yani numuneye

uygulanacak ilk kuvvet, Global Distributed Load’un 5 katı olan 5N/mm2 olacaktır.

b-) “Max. Change in Load Factor”e(Yük katsayısındaki maks. artış diyebiliriz) “50” girilir.

Yani analiz devam ederken gerçekleşecek yük değişimleri, Global Distributed Load’un 50

katı olacaktır. Mesela 5N/mm2’lik yükle başladığında 2.increment(artış) 1. incrementten en

fazla 1N/mm2’nin 50 katı kadar fazla olabilir. Bu da 50N/mm

2+ 5N/mm

2=55N/mm

2 demektir.

c-) “Max. Total Load Factor”e(Maks. toplam yük katsayısı) “0” girilir. Buraya “250” girilirse

increment değeri 250’ye ulaştığında analiz otomatik olarak duracaktı. Analize belli bir sınır

yükü koymak istemediğimiz için buraya “0” girildi.

“Iterations per increment”e “12” girildi. Böylece bir incrementin “converge” olması yani

nonlineer çözümdeki grafiğin eğrisine yakınsaması en fazla 12 iterasyon boyunca denenir.


d-) “Max. Time Steps or Increments”e “100” girilir. Analize bir yük sınırı koyulmadı ama

belli bir noktadan sonra numunenin hasara uğrayacağı kesin olduğu için bir increment sınırı

koyulması şarttır. Bu tutorial’da bu sınır değeri “100” olarak seçilmiştir.

Şekil 86. “Nonlinear & Transient” penceresinde yapılan değişiklikler

Incrementation sekmesinin altındaki “Options”a tıklanır. Açılan “Nonlinear Options”

penceresinde “Solution Control” sekmesi altındaki “Continue solution after convergence

failure” ve “Continue solution if more than one negative pivot occurs” seçenekleri seçilir(bu

özellikler sayesinde analiz sırasında yakınsama hatası oluşursa analiz durmadan devam

edebilir) ve “OK”e tıklanır.

Şekil 87. “Nonlinear Options” penceresinde yapılan değişiklikler


Incrementation sekmesinin altındaki “Advanced”e tıklanır. Açılan pencerede “Automatic

incrementation” sekmesinin altındaki “Use arc length control” seçeneği seçilir “Arc-length

calculation” “Crisfield” seçili haldeyken “OK”e tıklanır. Yapılan bu değişiklik sayesinde bir

incrementin yakınsaması boyunca devam eden iterasyonlar değer değiştirir, böylece analiz

boyunca oluşacak increment sayısı azalmış olur. Örneğin 1.increment 5 olsun ve yakınsasın.

2.increment 55 olsun. Bu değerdeyken yakınsama gerçekleşmezse, 12 iterasyon boyunca

doğru increment değerini elde edesiye kadar(yani yakınsayasıya kadar) değerleri

düşürerek(50, 25, 40 gibi değerler alarak) yakınsamaya çalışır. “Use arc length control”

seçeneği seçili olmasaydı, 2.increment 12 iterasyon boyunca aynı değeri alacaktı ve değer

düşürme işini sadece “Step Reduction” kısmında yapacaktı.

Şekil 88. “Advanced nonlinear incrementation parameters” penceresinde yapılan değişiklik

Diğer pencerelerde “OK”e tıklanarak kapatılır.

Son değişiklik olarak menülerden “File > Model Properties > Solution > Element Options”

seçeneklerine tıklanır ve açılan pencerede “Fine integration for stiffness and mass” ve “Fine

integration for mass(HX16 and HX20)” seçilir. “OK”e tıklayarak pencereler kapatılır.

Şekil 88. “Element Options” penceresinde yapılan değişiklikler


Modelin bu hali kaydedilir ve “Solve Now” ikonuna tıklanır. Açılan pencerede “Kaydet”e

tıklanır ve çözüm işlemi başlatılır.

Şekil 89. “Save” ve “Solve Now” ikonu

Documents

LUSAS 13.6 ile Yamalı Kompozit Numune Modellenmesi ve Analizi · 2018. 9. 5. · LUSAS 13.6 ile Yamalı Kompozit Numune Modellenmesi ve Analizi Bu tutorialda ana parçası 4 tabakadan,