Training Manual 13. Yükleme & Çözüm

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm Genel Bakış Buraya kadar, aşağıdaki tip yüklemelerin nasıl uygulandığını gördük : –Yer değiştirme (DOF sınırlamaları) –Basınç ve konveksiyon (yüzey yüklemeleri ) –Yerçekimi (atalet yüklemeleri) –“Yapısal” sıcaklıklar (ana yüklemeler) Bu yüklemeler 5 tane ana yüklemenin sadece 4 tanesini anlatır. Bu bölümde, geri kalan kategoriyi yani— konsantre yüklemeleri inceleyeceğiz, örneğin gerilme analizindeki düğümsel kuvvetler.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Genel Bakış Bu bölümde aşağıdaki konuları ele alacağız : A. Kuvvet yüklemeleri B. Düğümsel koordinat sistemi C. Çözücüler D. Çoklu yük basamakları E. Workshop

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm A. Kuvvet yüklemeleri Düğüm yada anahtar noktaya uygulanan kuvvet konsantre yükdür. Kuvvetler gibi nokta yükleri çizgi eleman modellerine çok uygundur. Katı ve kabuk modellerinde, nokta yükleri genellikle gerilme tekilliğine sebep olur, ama yakın çevredeki gerilmeleri göz ardı ederseniz kabul edilebilir. Unutmayın, mantığı seçerek yakın çevredeki elemanları gö ardı edebilirsiniz.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Kuvvet yüklemeleri Sol alt köşedeki 2-D katı modelinde, maksimum gerilmenin SMAX (=12064) kuvvetin uygulandığı konumda olduğuna dikkat edin. Kuvvetin yakın çevresindeki düğümler ve elemanlar seçilmediğinde, SMAX (=6141)alt köşeye hareket eder,ve buda başka bir tekillikdir (köşedeki yerdeğiştirme sınırlaması yüzünden).

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Kuvvet yüklemeleri Alt köşe yakınındaki düğümleri ve elemanları seçmeyerek, beklenen gerilme dağılmasını SMAX (=3946) ile yukarı delik yanında elde ederiz.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Kuvvet yüklemeleri Asimetrik modeller için notlar: Kuvvetlerin input değerleri 360° boyunca etkilidir. Output değerleri (reaksiyon kuvvetleri )de keza 360° boyunca etkilidir. Örnek olarak, r yarıçapında, köşe yükü P lb/in olan silindirik bir kabuğu göz önüne alalım. Bu yükü 2-D asimetrik kabuk modele uygulamak için (SHELL51 elemanı, örneğin), 2  rP lik bir kuvvet belirlemeniz gerekir. r P lb/in 2  rP lb

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Kuvvet yüklemeleri Kuvvet uygulamak için, aşağıdaki bilgilere ihtiyaç vardır : –Düğüm yada anahtar nokta sayısı (seçme ile belirleyebiliriz) –Kuvvetin büyüklüğü (kullandığınız sisteme bağlı olarak) –Kuvvetin yönü— FX, FY, or FZ Kullan: –Solution > -Loads- Apply > Force/Moment –Yada FK ve F emirlerini kullan Soru: FX, FY, ve FZ hangi koodinat sisteminde yorumlanır?

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm B. Düğümsel koordinat sistemi Tüm kuvvetler, yer değiştirmeler, ve diğer yönlere bağlı düğümsel nicelikler düğümsel koordinat sisteminde yorumlanır. –Input nicelikleri: Kuvvetler ve momentler FX, FY, FZ, MX, MY, MZ Yerdeğiştirme sınırlamaları UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ Birleştirme ve sınırlama denklemleri V.b. –Output nicelikleri: Hesaplanmış yerdeğiştirmeler UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ Reaksiyon kuvvetleri FX, FY, FZ, MX, MY, MZ V.b..

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Düğümsel koordinat sistemi Düğümsel koordinat sistemi modeldeki her düğüme eklenmiştir. Varsayılan da, düğümsel koordinat sistemi global Kartezyen e paraleldir, varsayılan da tüm uygulanan kuvvetler ve yer değiştirme sınırlamaları Kartezyen de yorumlanır. X Y XnXn YnYn XnXn YnYn XnXn YnYn XnXn YnYn

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Düğümsel koordinat sistemi Eğer gerekliyse, düğümsel koordinat sistemini başka bir orientasyona döndürebilirsiniz. Örnek olarak : –Radyal kuvvetler uygulamak için. –Radyal sınırlamalar uygulamak için

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Düğümsel koordinat sistemi Düğümleri döndürmek için bu dört basamaklı prosedürü uygula : 1.İstenilen düğümleri seç. 2.Düğümleri döndürmek istediğiniz koodinat sistemini aktif hale getir (yada yerel koordinat sistemi yarat) 3. Preprocessor > Move/Modify > -Rotate Node CS- To Active CS,seçin ve daha sonra [Pick All] seçin. NROTAT,ALL yazın. 4.Tüm düğümleri tekrar aktif hale getirin. Not: Simetri yada anti –simetri sınır şartlarını uyguladığınızda, ANSYS otomatik olarak tüm düğümleri o sınırlarda döndürür.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Düğümsel koordinat sistemi Demo: –rib.db devam et. –Çalışma düzlemini alt dairenin mrkezine offset et (average keypoint location kullanak). –Çalışma düzlemi origininde yerel silindirik koordinat sistemi yarat. –yarıçap = 0.35 olan düğümleri seç ve onları göster. –Aktif sistemdeki tüm seçilen düğümleri döndür. –UX yerdeğiştirme sınırlaması seçilen tüm düğümlerde uygula (yada FX kuvveti). Radyal yönü not al. –Global Kartezyeni aktif hale getir (CSYS,0). –Aktif sistemde tüm seçilen düğümleri döndür. –Yeniden göster, ve yüklerin yeni yönünü not al.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm C. Çözücüler Çözücünün fonksiyonu yapının özgürlük derecesini temsil ederek simültane lineer denklem sistemlerini çözmektir. Çözüm modelin boyutuna ve bilgisayarınızın hızına bağlı olarak birkaç saniyeden birkaç saate kadar sürebilir. Tek yük basamağına sahip lineer statik analiz sadece bir tek çözüm içerirken, lineer olmayan yada geçici analiz onlarca,yüzlerce hatta binlerce çözüm içerebilir. Bu yüzden, çözüm için seçtiğiniz çözücünün tipi çok ama çok önemlidir.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çözücüler ANSYS deki mevcut çözücü tipleri iki kategoriye ayrılır : –Direkt eleme çözücüleri Frontal Sparse –Tekrarlayıcı çözücüler PCG (Pre-conditioned Conjugate Gradient) ICCG (Incomplete Cholesky Conjugate Gradient) JCG (Jacobi Conjugate Gradient)

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çözücüler Direkt eleme çözücüleri çözümü aşağıdaki gibi hesaplar : 1.Bireysel eleman matrislerini formüle eder. 2.İlk eleman için serbestlik derecesini (DOF) okur. 3.Herhangi bir DOF un bilinen bir değeri varsa yada DOF lar tarafından da ifade edilebiliyorsa onu ele,daha sonra.tri dosyasına denkelmi yaz. 4.Tüm DOF lar elenene kadar 2 & 3 basamaklarını uygulamaya devam et. Şimdi.tri dosyası üçgenleştirilmiş matriks taşır. 5.Geri yedeklemeyle DOF çözümünü hesapla, daha sonra eleman çözümünü hesaplamak için eleman matriksini kullan. Eleman matrikslerini Formüle et Global matriksi üçgenleştir Çözüm için geri yedekleme.emat dosyası.tri dosyası Sonuç dosyası

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çözücüler wavefront üçgenleştirme sırasında çözücünü elinde bulundurulan DOF sayısıdır. Çözüm ilerlerken şişerve büzülür, ve en sonunda tüm DOF lar elenince sıfır olur. Wavefront değeri direkt olarak çözüm zamanını etkiler : wavefront ne kadar yüksek ise,çözüm zamanıda o kadar artar. Elemanları yeniden düzenlemek — çözücü tarafından elemanları ilerlemesi için uygun bir düzen seçilmelidir— wavefront azaltabilir. ANSYS çözümün başlangıcında otomatik olarak yeniden düzenleme yapmaz.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çözücüler Tekrarlayıcı çözücüler çözümü aşağıdaki gibi hesaplar : 1.Bireysel eleman matrislerini formüle et. 2.Global sertlik matrisini ayarla. 3.Tüm DOF lar için sıfır değerini varsay ve yaklaşmayı tekarla 4.Elemn çözümü hesaplamak için eleman matrisini kullan. ANSYS de ki tekrarlayıcı çözücüler arasındaki temel fark— PCG, JCG, ICCG —kullanılan pre-conditioner tipidir. Eleman matrislerini Formüle et Global matrisi belirle Çözüm için tekrarla.emat dosyası.full dosyası Çözüm dosyası

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çözücüler

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çözücüler Çözücü seçmek için: –Solution > -Analysis Type- Sol’n Control, daha sonra Sol’n Options seç –Yada EQSLV emrini kullan Varsayılan çözücü “program chosen” olur [eqslv,-1],.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm D. Çoklu yük basamakları Buraya kadar,bir grup yükleme şartlarınının nasıl çözüleceğini gördük, bunlardan biride yük basamağı dır. –Modeli ithal et yada yarat –Ağ uygula –Yüklemeleri uygula –Çöz (bir yük basamağı) –Sonuçları gözden geçir

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çoklu yük basamakları Eğer çoklu yükleme şartları var ise, bu iki yoldan birini seçebilirsiniz : –Tüm yükleri bir arada tek yük basamağında çöz –Yada her yükleme şartını ayrı uygula ve yükleme basamaklarını çoklu şekilde çöz.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çoklu yük basamakları Yük basamağı elde edeceğiniz çözümler için gerekli yükleme şartları olarak tanımlanır. Çoklu yük basamağını kullanarak, şunları yapabiliriz: –Yapının her yükleme şartı için sorumluluğun izole eder. –postprocessing işlemi sırasında bu srumlulukları birleştirmek, sizlere değişik “what-if” senaryoları üzerinde çalışmanızı sağlar. (Buna da yük olayı kombinasyonu denir ve sadece lineer analiz için geçerlidir. Bölüm 14de anlatılacaktır.) Çoklu yük basamaklarını tanımlamak ve çözmek için iki yol vardır : –Çoklu çözüm methodu –Yük basamak dosyası methodu

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çoklu yük basamakları Çoklu çözüm methodu Tek-yük basamaklı çözümün genişletilmiş hali olup, her yük basamağını ardışık olarak Solution processor den çıkmadan çözer. En iyi batch modu için uyar. İnteraktif mod da kullanıldığında, bu method hızlı çözen modeller için yararlıdır. –Modeli ithal et yada yarat –Ağ uygula –Yükleri uygula –Çöz(yük basamağı 1) –Farklı yükler uygula –Çöz (yük basamağı 2) –Farklı yükler uygula –Çöz (yük basamağı 3) –V.b.. –Sonuçları gözden geçir

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çoklu yük basamakları Yük basamak dosyası metodu Bu olayda, her yük basamağını çözmektense,yük basamak bilgisini bir dosyaya yazılır, buna da yük basamak dosyası denir: –Solution > -Load Step Opts- Write LS File –Yada LSWRITE emrini kullan. Yük basamak dosyası jobname.s01,.s02,.s03, v.b adlandırılır. Tüm yük basamakları yazıldıktan sonra, bir emir — LSSOLVE yada Solution > -Solve- From LS Files — her dosyada okumak ve çözmek için kullanırsınız. –Modeli ithal et yada yarat –Ağ uygula –Yükleri uygula –LS dosyasına yaz (.s01) –Farklı yükler uygula –LS dosyasına yaz (.s02) –Farklı yükler uygula –LS dosyasına yaz (.s03) –V.b.. –LS dosyalarından çöz –Sonuçları gözden geçir

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çoklu yük basamakları Yük basamak dosyası metodunun avantajı şudur.İnteraktif şekilde yük basamaklarını kurabilirsiniz model büyük olsa bile ve daha sonra bilgisayardan uzak bile olsanız çözebilirsiniz. Not:Yük basamak dosyasındaki yükleme emirleri her zaman düğümler ve elemanlar cinsindendir, katı modele yükleri uygulasanız bile..

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çoklu yük basamakları İki metod için de: –Bir önceki yük basamaklarına uygulanan yükler database de silinene kadar kalır. O anki yükleme basamağınıza ait olmayan yüklemeleri silmeyi sakın unutmayın. –Her yük basamağı için olan sonuçlar sonuçlar dosyasına eklenir ve yük basamağı 1,yük basamağı 2 gibi belirlenir. –Postprocessing de,ilk olarak istenilen grup sonuçlarını okuyorsunuz ve daha sonra gözden geçiriyorsunuz. –Database yükleri ve bir önceki basamakta çözülmüş sonuçları içerir.

Training Manual Nov Yükleme & Çözüm... Çoklu yük basamakları Demo: –rib.db devam et –UX deki sol çizgiyi ve UY deki alt çizgiyi onar –Yukarı çizgiye basınç = 100 uygula –LS dosya 1 yaz, daha sonra onu listele ve F.E. Yük emirlerini göster –Sağ çizgide basınç = 50 den 100 uygula –Yukarı basınç yükünü sil –LS dosya 2 yaz –LSSOLVE,1,2 –Her yük basmağını ayrı şekilde sonuçlarını gözden geçir

Training Manual Nov Loading & Solution E. Workshop Bu workshop üç tane alıştırmadan oluşur : W11A. 3-D dirsek W11B. Bağlantı çubuğu W11C. Tekerlek