2. FEA ve ANSYS

FEA ve ANSYS Genel Bakış Bu bölümde ,Sonlu Eleman Analiz tanımlayacak ve ayrıca ANSYS yapabilecekleri hakkında size bir fikir sağlayacağız. Ele alınan konular: A. FEA nedir? B. ANSYS hakkında C. Şirket hakkında 001289 30 Nov 1999 2-2

FEA ve ANSYS A. FEA nedir? 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. 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. 001289 30 Nov 1999 2-3

FEA ve ANSYS ... FEA nedir? Sonlu sayıda bilinmeyene sahip sonlu eleman modeli sadece fiziksel systemi yaklaşık olarak yanıtlar. 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 001289 30 Nov 1999 2-4

Neden FEA ihtiyaç duyulur? Protatip test maliyetini düşürmek FEA ve ANSYS ... FEA nedir? Neden FEA ihtiyaç duyulur? 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 001289 30 Nov 1999 2-5

FEA ve ANSYS B. ANSYS hakkında ANSYS komple bir FEA software paketi olup tüm dünyada mühendislik alanında mühendisler tarafından kullanılır: Yapısal Termal Akışkan, CFD içerir (Computational Fluid Dynamics) Electriksel / Elektrostatik Electromagnetik ANSYS kullanıldığı çeşitli alanlar : Uzay Otomotif Biomedikal Köprüler & Binalar Electronik & uygulamaları Ağır ekipman & makina MEMS - Mikro Elektromekanik Sistemleri Spor eşyaları 001289 30 Nov 1999 2-6

FEA ve ANSYS … ANSYS hakkında ANSYS/Multiphysics ANSYS ürününün amiral gemisidir ve tüm mühendislik alanlarında kullanılabilir. 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 001289 30 Nov 1999 2-7

FEA ve ANSYS … ANSYS hakkında ANSYS/ Multiphysics ANSYS/ Mechanical ANSYS/ Emag ANSYS/ Professional ANSYS/ Structural ANSYS/ ProFEA ANSYS/ ED ANSYS/ FLOTRAN ANSYS/ LS-DYNA ANSYS/ PrepPost ANSYS/ University DesignSpace 001289 30 Nov 1999 2-8

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında Yapısal Analiz Yapısal analiz deformasyonların, genleme, gerilmeler, ve reaksiyon kuvvetlerinin belirlenmesinde kullanılır. Statik analiz Statik yükleme şartları için kullanılır. Lineer olmayan davranışlar için mesala büyük sapmalar, büyük genleme, temas, plastiklik, hiperelastiklik, sürünme simüle edilebilir. Hiperelastik Seal 001289 30 Nov 1999 2-9

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında …Yapısal Analiz Dinamik Analiz 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 001289 30 Nov 1999 2-10

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında …Yapısal Analiz ANSYS/LS-DYNA ile Kesin Dinamik Atalet kuvvetlerinin baskın olduğu çok büyük deformasyon simülasyonlarını kasteder.. Vuruşma,çarpışma ve hızlı şekil değişiminin simülasyonu için kullanılır. 001289 30 Nov 1999 2-11

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında Termal Analiz Termal analiz bir cisimdeki sıcaklık dağılımını tayin eder.İlgilendiğimiz diğer özellikleri ise kazanılan ya da kaybedilen ısı,termal gradyen ve termal akıyı içerir. 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) 001289 30 Nov 1999 2-12

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında Electromagnetik Elektromagnetik analiz elektromagnetik aletlerdeki magnetik alanları hesaplamak için kullanılır. 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. 001289 30 Nov 1999 2-13

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında ...Electromagnetik Yüksek-frekanslı electromagnetik 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 001289 30 Nov 1999 2-14

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında ...Electromagnetik Elektrostatik 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. 001289 30 Nov 1999 2-15

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında ...Electromagnetik Elektromagnetik analizin tipleri: 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. 001289 30 Nov 1999 2-16

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında Akışkan Analizi Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (CFD) 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. 001289 30 Nov 1999 2-17

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında Akışkan Analizi Akustikler 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.. 001289 30 Nov 1999 2-18

FEA ve ANSYS - ANSYS hakkında Birleştirilmiş Alan Analizi 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. 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 001289 30 Nov 1999 2-19

FEA ve ANSYS C. Şirket hakkında ANSYS, Inc. ANSYS ailesinin ürünlerinin geliştiricisi Ana merkez Canonsburg, PA - USA (Pittsburgh’un güneyi) 001289 30 Nov 1999 2-20

FEA ve ANSYS …Şirket Hakkında ANSYS Destek Sağlayıcıları (ASDs) ANSYS için satış ve destek ağı Dünya genelinde 75 ofis ANSYS hakkında danışma ve eğitim yerel uzmanlar 001289 30 Nov 1999 2-21

FEA ve ANSYS …Şirket Hakkında ANSYS Destek Koordinatörü (ASC) 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 001289 30 Nov 1999 2-22