Transcript FEA ve ANSYS

Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
2. FEA ve ANSYS
FEA ve ANSYS
Genel Bakış
Training Manual
• Ele alınan konular:
A. FEA nedir?
B. ANSYS hakkında
C. Şirket hakkında
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Bu bölümde ,Sonlu Eleman Analiz tanımlayacak ve ayrıca
ANSYS yapabilecekleri hakkında size bir fikir sağlayacağız.
001289
30 Nov 1999
2-2
FEA ve ANSYS
A. FEA nedir?
Training Manual
– Her elemanın kendine ait
denklemi ve bu denklemlerde
belirli yüklemelere aittir.
– Tüm elemanlaerın sorumlu
olduğu modeldeki “toplam
”tasarımın toplam
sorumluluğunu verir.
– Elemanların sonlu sayıda
bilinmeyeni vardır ve buna
sonlu elemanlar denir.
Tarihi Not
• Yapsal analizin sonlu elemna
metodu 1950 ve 1960 larda
akademik ve endüstriyel
araştırmalar sonrası
oluşturulmuştur.
• Halbuki bu beklemeye bırakılmış
teori 100 yaşında olup, süspansiyon
köprülerin değerlendirildiği buhar
kaynatıcılarının kalem-kağıt
hesaplarının esası idi.
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Sonlu Eleman Analizi tasarım üzerindeki yükleme şartlarını
simüle eder ve tasarımın bu şartlar altındaki yükümlüklerini
de tayin eder. Tasarım elemanlar adı verilen ayrı bina blokları
kullanarak modellenmiştir.
001289
30 Nov 1999
2-3
FEA ve ANSYS
... FEA nedir?
Training Manual
– Böylelikle bir soru oluşur: Ortalama ne kadar iyidir?
– Ne yazık kı , bu soru için kolay
bir cevap yok. Neyi simüle
ettiğinize ve simülasyon için
kullandığınız araçlara. Biz de
size bu eğitim kursu boyunca
rehberlik etmeye çalışacağız.
Fiziksel Sistem
F.E. Model
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Sonlu sayıda bilinmeyene sahip sonlu eleman modeli sadece
fiziksel systemi yaklaşık olarak yanıtlar.
001289
30 Nov 1999
2-4
FEA ve ANSYS
... FEA nedir?
Training Manual
• Protatip test maliyetini düşürmek
•
Bilgisayar simülasyonu “what-if”senaryoları üreterek daha hızlı ve
etkili test edilmesini sağlar.
• Prototip testi için uygun olmayan tasarımların simüle
edilmesini sağlar.
– Örnek:Cerrahi dikişler, diz
• Alt çizgi:
– Maliyet tasarrufu
– Zaman tasarrufu
– Daha gerçekci, iyi kalitede tasarıma imkan sağlar
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
Neden FEA ihtiyaç duyulur?
001289
30 Nov 1999
2-5
FEA ve ANSYS
B. ANSYS hakkında
Training Manual
– Yapısal
– Termal
– Akışkan, CFD içerir (Computational Fluid Dynamics)
– Electriksel / Elektrostatik
– Electromagnetik
• ANSYS kullanıldığı çeşitli alanlar :
– Uzay
– Electronik & uygulamaları
– Otomotif
– Ağır ekipman & makina
– Biomedikal
– MEMS - Mikro Elektromekanik
Sistemleri
– Köprüler & Binalar
– Spor eşyaları
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• ANSYS komple bir FEA software paketi olup tüm dünyada
mühendislik alanında mühendisler tarafından kullanılır:
001289
30 Nov 1999
2-6
FEA ve ANSYS
… ANSYS hakkında
Training Manual
• ANSYS/Multiphysics in üç ana bileşen ürünü vardır:
– ANSYS/Mekanik -yapısal & termal kabiliyeti
– ANSYS/Emag - elektromagnetik
– ANSYS/FLOTRAN - CFD kabiliyeti
• Başka ürün çizgileri:
– ANSYS/LS-DYNA – yüksek lineer olmayan yapısal problemler
– DesignSpace – taarımda kullanımı kolay ve CAD çevresi
etrafında analizi hızlı ve kolaydır.
– ANSYS/ProFEA ANSYS analizi & Pro/ENGINEER ile tasarım
optimizasyonu
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• ANSYS/Multiphysics ANSYS ürününün amiral gemisidir ve
tüm mühendislik alanlarında kullanılabilir.
001289
30 Nov 1999
2-7
FEA ve ANSYS
… ANSYS hakkında
ANSYS/
Mechanical
ANSYS/
Multiphysics
ANSYS/
Emag
ANSYS/
Structural
ANSYS/
ProFEA
ANSYS/
ED
ANSYS/
FLOTRAN
ANSYS/
LS-DYNA
DesignSpace
ANSYS/
PrepPost
ANSYS/
University
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
ANSYS/
Professional
Training Manual
001289
30 Nov 1999
2-8
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
Yapısal Analiz
Training Manual
• Statik analiz
– Statik yükleme şartları için kullanılır.
– Lineer olmayan davranışlar için mesala büyük sapmalar, büyük
genleme, temas, plastiklik, hiperelastiklik, sürünme simüle
edilebilir.
Hiperelastik Seal
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Yapısal analiz deformasyonların, genleme, gerilmeler, ve
reaksiyon kuvvetlerinin belirlenmesinde kullanılır.
001289
30 Nov 1999
2-9
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
…Yapısal Analiz
Training Manual
• Kütle ve nemlendirme etkilerini içerir.
• Modal analiz doğal frekansları ve mode şekillerini hesaplar.
• Harmonik analiz bilinen amplitude ve frekans için yapının
sinüsoidal yüklemelerini belirler.
• Transient Dinamik analiz yapı için zamana bağlı yüklemeleri
tayin eder ve lineer olmayan davranışı içerir.
• Diğer yapısal kabiliyetler
– Spectrum analiz
– Rastgele vibrasyonlar
– Eigenvalue buckling
– Substructuring, submodeling
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Dinamik Analiz
001289
30 Nov 1999
2-10
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
…Yapısal Analiz
Training Manual
– Atalet kuvvetlerinin baskın olduğu çok büyük deformasyon
simülasyonlarını kasteder..
– Vuruşma,çarpışma ve hızlı şekil değişiminin simülasyonu için
kullanılır.
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• ANSYS/LS-DYNA ile Kesin Dinamik
001289
30 Nov 1999
2-11
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
Termal Analiz
• Tüm 3 ısı transfer şekilleri simüle edilebilir:
•
taşıma, konveksiyon, radyasyon.
• Daimi-Durum
– Zamana bağlı etkiler göz ardı
edilir.
• Transient
– Sıcaklık ve bunun gibi zamana
bağlı değerleri belirler.
– Faz değişikliğinin simüle
edilmesine izin verir. (erime
veya donma)
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Termal analiz bir cisimdeki sıcaklık dağılımını tayin
eder.İlgilendiğimiz diğer özellikleri ise kazanılan ya da
kaybedilen ısı,termal gradyen ve termal akıyı içerir.
Training Manual
001289
30 Nov 1999
2-12
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
Electromagnetik
Training Manual
• Statik ve düşük-frekans elektromagnetiği
– DC güç kaynaklı ,düşük frekanslı AC ya da düşük frekanslı
transient inyalleri kullanan aletleri simüle etmek için .
– Örnek: solenoid actuators,
motors, transformers
– İlgilendiğimiz nicelikler
magnetik akı yoğunluğu, alan
intensity, magnetic kuvvetler
ve torkları, impedance,
inductance, anafor akımları,
güç kayıplarını içerir.
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Elektromagnetik analiz elektromagnetik aletlerdeki magnetik
alanları hesaplamak için kullanılır.
001289
30 Nov 1999
2-13
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
...Electromagnetik
Training Manual
– Electromagnetik dalgalar oluşturan aletleri simüle eder.
– Örnek: mikrodalga ve RF pasif bileşenleri, dalga rehberleri,
coaxial connectorler
– İlgilendiğimiz nicelikler S-parametreleri, Q-factor, geri dönüş
kayıpları, dielectrik ve iletim kayıpları , ve electrik ve magnetik
alanları içerir.
Elektrik alanı (EFSUM) coaxial kabloda
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Yüksek-frekanslı electromagnetik
001289
30 Nov 1999
2-14
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
...Electromagnetik
Training Manual
– Voltajdaki ya da şarj tahrikindeki elektrik alanını hesaplamak için
kullanılır.
– Örnek: Yüksek voltajlı aletler, mikro-elektromekanik
sistemler(MEMS), transmisyon çizgileri
– Elektrik alanının gücü ve kapasitesi incelediği tipik nicelikledir..
• Akım İletimi
– İletken uygulanan voltajdaki akımı hesaplamak için.
• Devre Birleştirmesi
– Elektrik devrelerini elektromagnetik aletlerle birleştirmek.
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Elektrostatik
001289
30 Nov 1999
2-15
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
...Electromagnetik
Training Manual
– Statik analiz magnetik alanları doğru akım (DC)ya da kalıcı
mıknatıslar için hesaplar.
– Harmonik analiz magnetik alanları dalgalı akım (AC)için
hesaplar.
– Transient analiz zamana bağlı magnetik alanları için kullanılır.
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Elektromagnetik analizin tipleri:
001289
30 Nov 1999
2-16
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
Akışkan Analizi
Training Manual
– Akışkan içerisindeki akış dağılımının ve sıcaklığının tespit
edilmesi için kullanılır.
– ANSYS/FLOTRAN laminar ve türbülans akışı,sıkıştırılabilir ve
sıkıştırılamaz akışkanı ve birçok tipi simüle edebilir.
– Uygulamalar: uzay , elektronik paketleme , otomotif tasarımı
– İlgilenilen nicelikler hız,basınç,sıcaklık ve film katsayılarıdır.
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (CFD)
001289
30 Nov 1999
2-17
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
Akışkan Analizi
Training Manual
– Orta akışkan ve onu çevreleyen katı cismin etkileşimini simüle
eder.
– Örnek: speakerlar, otomobilin iç kısımları, sonarlar
– İlgilenilen nicelikler basınç dağılımı, yerdeğiştirmeler ve doğal
frekanslardır.
• Taşınılan-Akışkan Analizi
– Taşınan ve akmayan akışkanların etkilerinin simülasyonu ve
çalkalanmaya bağlı hidrostatik basınçların hesabında kullanılır.
– Örnek: yağ tankerleri, diğer sıvı taşıyıcıları
• Isı ve Kütle Taşınması
– İki nokta arasında kütle taşınmasından kaynaklanan ısının
hesaplanması için tek boyutlu bir eleman kullanılır. Örneğin
borularda..
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Akustikler
001289
30 Nov 1999
2-18
FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında
Birleştirilmiş Alan Analizi
Training Manual
• Örnekler:
– Termal-gerilme analizi
– Piezoelektrik (elektrik & yapısı )
– Akustik (akışkan & yapısı)
– Termal-elektrik analizi
– İndüksiyon ısısı (magnetik ve termal)
– Elektrostatik yapısal analiz
bi-metal çubuğun
ısıtmayla eğilmesi
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
• Birleştirilmiş Alan Analizi iki ya da daha fazla alan arasındaki
etkileşimi göz önüne alır.Alanlar birbirine bağlı olduğu için
hepsini tek tek çözmek imkansızdır onun için de iki fizik
problemini birleştiren bir programa ihtiyacımız vardır.
001289
30 Nov 1999
2-19
FEA ve ANSYS
C. Şirket hakkında
Training Manual
• ANSYS ailesinin ürünlerinin geliştiricisi
• Ana merkez Canonsburg, PA - USA (Pittsburgh’un güneyi)
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
ANSYS, Inc.
001289
30 Nov 1999
2-20
FEA ve ANSYS
…Şirket Hakkında
• ANSYS için satış ve destek ağı
• Dünya genelinde 75 ofis
• ANSYS hakkında danışma ve eğitim yerel uzmanlar
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
ANSYS Destek Sağlayıcıları (ASDs)
Training Manual
001289
30 Nov 1999
2-21
FEA ve ANSYS
…Şirket Hakkında
Training Manual
• ANSYS’ e şirket sitenizden temas kurun.
• ANSYS için odak noktası yazışmak; software updates, hata
uyarıları, gazete ve diğer mektuplaşmalar, v.b..
ANSYS ve şirket hakkında daha fazla bilgi almak için:
• www.ansys.com
• On-line dökümantasyon
• Diğer ANSYS kurslarından eğitim kitapları
INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1
ANSYS Destek Koordinatörü (ASC)
001289
30 Nov 1999
2-22