Marc Mentat: Mühendislikte hesap yapma ve simülasyonun

1. Mühendislikte hesap yapma ve simülasyonun önemi nedir?

Mühendislikte hesap yapma ve simülasyonun büyük bir önemi vardır.Çünkü insan hayatını etkileyecek projelerin emniyeti yüksek olmalı. Bu projelerde belirli bir yıllar sonucunda çevre faktörü ve malzeme yaşlanması gibi çeşitli faktörlerden dolayı oluşacak hataların önceden hesaplanması lazım.Simülasyon ise yapacağımız projeyi önceden test etme imkanımızı sağlar.Böylece büyük maliyetlerden kurtulmamızı sağlar ve hesaplarımızın doğruluğunu test etmiş oluruz. . Hesapsız olarak yapılabilecek bir ürün istenilen dayanım ve işlevi sağlamaz. Ya da aşırı bir şekilde dayanıklı olursa da maliyet artacağından hesap yapılma mecburiyeti vardır. Simülasyon ise tasarlanan ürünün gerçek çalışma ortamındaymış gibi prototiplemeden önce kontrol amaçlı olarak yapılır.

2. Analitik hesap nedir? Örnek veriniz?

Analitik hesaplama, genelde, basit geometrik cisimler ve yeryüzünden başlayan modeller üzerinde yapılan basit hesaplamadır. İki boyutta çizilen modeller basit olarak matematiksel ve geometrik olarak yapılan hesaplamalar buna örnektir.

3. Nümerik hesap nedir? Örnek veriniz?

Proses tasarımlarında, çalışan bir prosesin matematik yorumudur. Çalışmayan prosesin ise neden çalışmadığını yine bu matematik temele dayandırarak sebebini çözümler. . Örneğin CNC makinelerinde kullanılan mantık bu yöndedir. Yapılan kesme hareketine göre istenilen işlemleri gerçekleştirir. Nümerik hesap ile yazılmış olan programlar işlemin kesilmesi durumunda da nereden itibaren durmuş olduğuna bakarak sistemi sağlıklı çalışması yönünde tetikleyebilir.

4. Analitik modelleme ile nümerik modellemeyi hesap yapma bakımından kıyaslayınız?

Analitik modelleme, alan yada devre teorisinin verilen problem geometrisi altında bilinen matematiksel fonksiyonlar cinsinden çözülmesidir. Bu tanım ışığında bakıldığında analitik çözümün, probleme özgü olduğu, yapı değişince yeni bir çözüm bulunması gerektirdiği görülmekte. Analitik çözümde bilgisayar kullanmak sadece bulunan analitik sonuçlardan sayısal değerler elde etmede gerekli.
Nümerik sistemler ise Kullanılan bu yöntemler ile analitik çözümü bulunmayan problemlere yaklaşık çözüm bulunmakla birlikte, deneysel metotlara alternatif yeni bir simülasyon ve deney aracı olarak kullanılmaktadır. Böylece çok pahalı ve zaman gerektiren deneysel araçları kullanmadan önce modelleme ve dizayn için çok önemli zaman ve maliyet kazancı sağlanmış olmaktadır.

5. Sonlu elemanlar ile hesap yönteminin avantajları nelerdir?

a.Sonlu elemanlar, boyutları ve şekillerinin esnekliği nedeniyle, verilen bir cismi temsil edebilir, hatta karmaşık şekilli bir cisimde daha güvenilir olabilir.
b. Çok bağlantılı bölgeler (yani bir veya çok delikli cisimler) veya köseleri olan bölgeler zorluk çekilmeksizin incelenebilir.
c. Değişik malzeme veya geometrik özellikleri bulunan problemler ek bir zorluk göstermez. Geometri ve malzemenin yapısındaki bozukluklar, değişken özellikler (zamana bağlı) malzeme özellikleri kolaylıkla göz önüne alınabilir.
d. Sebep-sonuç bağıntılarına ait problemler tümel direngenlik matrisi ile birbirine bağlanan genelleştirilmiş "kuvvetler" ve "yer değiştirmeler” cinsinden formüle edilebilir. Sonlu eleman metodunun bu özelliği problemin anlaşılmasını ve çözülmesini hem mümkün kılar hem de basitleştirir.
e. Sınır şartları kolayca uygulanır.
f. Sonlu eleman metodunun çok yönlülük ve esnekliği karmaşık yapılarda, sürekli ortam, alan ve diğer problemlerde sebep sonuç ilişkilerini hesaplamak için çok etkin bir şekilde kullanılabilir. Analitik ve deneysel metotlardan daha hassas sonuç verir.

6. Sonlu elemanlar ile hesap yönteminin dezavantajları nelerdir?

• Programların maliyetleri çok yüksektir.
• Programlar patentlidir. Bu sebepten dolayı kullanılan programlar lisanslı olmalıdır ve her kullanıcının bir girişi vardır. Bu programlar sık sık revizyon edilmelidir.
• Programların kullanılabilmesi için iyi bir donanıma sahip olmak gerekir. Bu sebeple PC’nin maliyeti de artar.

7. Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) nedir?

“Sonlu Elemanlar Analizi ( SEA )” mühendislerin karşılaştığı karmaşık ve zor fiziksel problemleri kabul edilebilir bir yaklaşıklıkla çözebilen sayısal bir çözüm yöntemidir. Sonlu elemanlar yöntemi fizik ve mühendislikte karşılaşılan bir çok problemin çözümünde kullanılan en yaygın ve etkin sayısal yöntemlerden biridir. Sonlu elemanlar metodu matematikçilerden ziyade daha çok mühendisler tarafından geliştirilmiştir. Metot ilk olarak gerilme analizi problemlerine uygulanmıştır. Günümüzde ise dayanım, akışkan, titreşim ve dinamik hesaplarında da kullanılmaktadır.

8. SEA mühendislikte hangi amaçlar için kullanılır?

Bilimsel ve teknolojik problemlerin sayısal çözümlenmesinde en çok kullanılan yöntemlerin başında gelmektedir. SEA’in boyutlarının büyüklüğünü göstermek için, bunun hem matematiksel analiz, hem diferansiyel denklemler, hem sayısal yöntemler, hem bilgisayar bilimleri, hem de ayrıca çeşitli mühendislik bilimleri dallarıyla iç içe olduğunu söylemek yeterlidir. “Sonlu elemanlar yönteminin statik analiz, akışkanlar mekaniği, ısı transferi, elektromanyetik analiz ve akustik gibi pek çok fiziksel olayın çözümünde uygulama alanı bulması ve bilgisayara uygulanması kolay bir algoritmaya dayanması problem çözümünde yaygın olarak kullanılmasına neden olmuştur.”

9. SEA örnek hesaplamaları hakkında bilgi veriniz? (Dayanım, akışkan, titreşim, dinamik vb.)

1- Problem ve onun sürekli ortamı tanımlanır.
2- Sürekli ortam elemanlara ayrılır.
3- Sınır şartlarının tanımlanması.
4- Problemin formülasyonu.
(Problemin entegral ifadesini fonksiyonel denir)
5- Koordinat sisteminin teşkili.
6- Elemanlar için yaklaşık fonksiyonların yazılması.
7- Eleman matrislerinin ve denklemlerinin elde edilmesi.
8- Koordinatların dönüşümü.
9- Eleman denklemlerinin birleştirilmesi.
10- Eleman matrislerinin birleştirilmesiyle elde edilen sistem matrisine sınır şartlarını uygulanması.
11-Elde edilen denkle takımlarının çözülmesi.
12- Sonuçların yorumlanması.

10. SEA nın temelleri hakkınd
a bilgi veriniz? FEA nasıl hesaplama yapmaktadır.

a) Sürekliliği kesikleştirme: Çözüm bölgesini sonlu elemanlara bölme aşamasıdır.
b) İnterpolasyon fonksiyonlarını seçmek: İnterpolasyon fonksiyonları, eleman boyunca alan değişkenlerini interpole etmek için kullanılmaktadır. Genelde, polinomlar interpolasyon fonksiyonları olarak seçilmektedir. Polinomun derecesi, elemana atanmış düğüm sayısına bağlıdır.
c) Eleman özelliklerini bulmak: Sonlu elemanlar için matris denklemi bilinmeyen fonksiyonun düğüm değerlerini diğer parametrelere bağlayacak şekilde oluşturulmalıdır. Bunun için farklı yaklaşımlar kullanılabilir: En uygunları, varyasyonel yaklaşım ve Galerkin metodudur.
d) Eleman denklemlerini bir araya getirmek: Tüm çözüm bölgesi için global denklem sistemini bulmak için tüm elemanlara ait eşitlikler bir araya getirilmelidir. Diğer bir deyişle, kesiklilik için kullanılan tüm elemanlara ait lokal eleman eşitlikleri birleştirilmelidir. Çözüm öncesinde, sınır koşulları empoze edilmelidir.
e) Global denklem sistemini çözmek: Sonlu eleman global denklem sistemi tipik olarak sparce, simetrik ve pozitif tanımlıdır. Çözüm için direkt ve iterative metotlar kullanılabilir. Göz önüne alınan fonksiyonun düğümsel değerleri çözümün sonucu olarak oluşturulmaktadır.
f) Ek sonuçları hesaplamak: Birçok durumda ek parametreleri hesaplamaya da ihtiyaç duyarız. Örneğin yer değiştirme ile birlikte, mekanik problemlerinde zor ve zorlanma; ki bu yer değiştirme, global denklem sisteminin çözümünden sonra elde edilmektedir.

11. Bir SEA’nin temel basamaklarını belirtiniz?

• Problem ve onun sürekli ortamı tanımlanması.
• Problemin formülasyonu.
• Eleman matrislerinin ve denklemlerinin elde edilmesi.
• Eleman denklemlerinin birleştirilmesi.
• 5- Eleman matrislerinin birleştirilmesiyle elde edilen sistem matrisine
sınır şartlarını uygulanması.
• Elde edilen denklem takımlarının çözülmesi.
• Sonuçların yorumlanması

12. Temel basamakların alt basamamaları hakkında örnekler ile bilgi veriniz?

a- Problem ve onun sürekli ortamı tanımlanır.
b – Sürekli ortam elemanlara ayrılır.
c- Sınır şartları tanımlanır.
d- Problemin formülasyonu yapılır.
e- Koordinat sistemi belirtilir.
f – Elementler için yaklaşık fonksiyonlar yazılır.
g- Element matrisleri ve denklemleri elde edilir.
h- Koordinatların dönüşümü gerçekleştirilir.
j- Element denklemleri birleştirilir.
k- Element matrisleri birleştirilmesiyle elde edilen sistem matrisine
sınır şartlarını uygulanır.
l- Elde edilen denklem takımları çözülür.
m- Sonuçların yorumlanır

13. FEA’da sınır şartları ne demektir? Neye göre belirlenir?

Sınır şartları(Boundary conditions): Sınır şartları gerilmelerin ve deplasmanların sınır ifadelerini kapsar. Yani cismin nereden sabitlendiğini ve kuvvetin neresinden uygulandığını gösterir. Cismin durumuna göre belirlenir. Analizi yapılan cismin kuvvetin neresine uygulanacaksa sınır şartları da ona göre belirlenir.

14. Pre/post işlemler nedir?
Msc mentatta pre post işlemleri:
Mash generation
Graphic generation
Post prosesing

Yapısal modellerde daha fazla detay için imkan sağlayan modelin çizilmesi çizilen modelin FEA
için bölümlendirilmesini bu bölümlerin düzenlenmesini pre işlemler ve analiz işlemlerini de post işlemler olarak adlandırılabilir.

15. Element nedir? Ne işe yarar?

SEY’de sistemi tanımlayan bölge, "element" olarak adlandırılan basit geometrik şekillere parçalanır. Elementlere eleman da denir. Bu elementlerin özellikleri, "düğüm" olarak adlandırılan özel noktalardaki bilinmeyen değerler cinsinden ifade edilir. Sınır koşullarını da içerecek şekilde, elementlerin birleştirilmesi sonucu lineer veya lineer olmayan cebirsel denklem seti elde edilir. Bu denklemlerin çözümü sistemin yaklaşık davranışını verir. Element eleman anlamına gelir

16. Element çeşitleri nelerdir?

Sonlu elemanlar yönteminde elemanlar geometrisine göre (üçgen, paralel kenar, dörtgen. bir diğer kaynağa göre sonlu elemanlar metodunda kullanılan elemanlar boyutlarına göre beş kısma
Ayrılabilir , tek boyutlu, iki boyutlu, dönel elemanlar, üç boyutlu elemanlar, izoparametrik elemanlar), düğüm sayısına göre düğüm sayısındaki bilinmeyenlere göre ve sürekli ortam probleminin özelliklerine göre (plak, levha, kabuk problemleri) elemanlar sınıflanır.

17. Düğüm nedir? Ne işe yarar?

Sonlu eleman analizinde sistemi tanımlayan bölge, "eleman" olarak adlandırılan basit geometrik şekillere parçalanır. Bu elemanların özellikleri, "düğüm" olarak adlandırılan özel noktalardaki bilinmeyen değerler cinsinden ifade edilir. Sınır koşullarını da içerecek şekilde, elemanların birleştirilmesi sonucu lineer veya lineer olmayan cebirsel denklem seti elde edilir. Bu denklemlerin çözümü sistemin yaklaşık davranışını verir. çok sayıda düğüm bilinmeyene sahip sistemin çözümünü kolaylaştırır.

18. Kiriş, ve kafes kiriş, ankastre kiriş nedir?

Kirişler, üzerlerine etkiyen düşey yükleri eğilmeye çalışarak taşıyan, kolon ya da taşıyıcı duvar üzerine mesnetlenmiş yatay taşıyıcı yapı bileşenleridir.
Şekilde yükleme durumu verilen basit kiriş

Kafes kirişler: Açıklık büyüdükçe kiriş yüksekliği de artmaktadır. Buna karşılık çok parçadan oluşan, içi boşaltılmış kirişler yapmak mümkündür. Üst ve alt başlık çubukları ile bunların arasında üçgen alanlar oluşturacak şekilde düzenlenen örgü çubuklarından oluşan sistemler, kafes kiriş sistemlerdir. Birleşim yerlerine düğüm noktası denmektedir. Kafes kirişi oluşturan doğru eksenli çubuklar ve düğüm noktaları, aynı düzlem içinde oluşturulmaktadır. Bu çubuklar eksenel basınç ve çekme gerilmeleri almakta ve ince en kesitler ile büyük açıklıklar geçilebilmektedir. Düzlem kafes kirişler taşıyıcı olabilmeleri için üçgenler ile kurulmaktadırlar. Kısaca makas denilen düzlem kafes kirişler, başlık şekillerine göre adlandırılmaktadırlar.

Petek kirişler ile kafes kiriş ve gövdesi delikli profil kirişlerin kullanımı

Ankasre kiriş: tek ucu sabit diğer ucu gelecek kuvete maruz kalacak şekilde açık bı
rakılmış kirişlerdir.

19. Simetrik model nedir?

Simetrik model bir cismi herhangi bir yerinden katladığımızda bu katlanan kısımların birbirinin aynı olma durumudur.

20. Axisimetrik model nedir?

Eksenel simetrik anlamına gelir. Merkezinden bir eksen geçen bir cismin ekseninin iki tarafının birbirinin aynısı olma durumuna denir.

21. 1-D. 2-D ve 3-D modelleme ne demektir?

1-d modellemede, oluşturulan model tek eksenli olur. Yani yüksek hesap gerekmeyen ya da kuvvetin tek eksenden etki ettiği durumlarda kullanılabilir.
2-d modellerde çizilen parçalar ise 2 boyutlu olarak oluşturulur. Oluşan kuvvetler 2 eksen doğrultusunda etki ettirilir. Oluşan etkilerde bu yönlerde meydana gelir. Kullanım yeri ise 3 boyutlu hareket ekseni olmayan veya özellikleri nedeniyle başka eksenlerde çalışmayan sistemlerdir.
3-d modelleme ise gerçek dünyanın koordinat düzlemine göre oluşan kuvvetleri simule etmek için kullanılır. Her eksende olan kuvvetler hesaba katılmış olur. Böylece daha hassas ve gerçek sonuçlar elde edilebilir.

22. Solid (katı) modelleme nedir?

Katı Modelleme (solid modelling): En üst düzey modelleme tekniğidir. Gerçek anlamda cismin iç ve dış geometrisinin tanımı yapılmış olur. Tel çerçeve veya yüzey modelleme yöntemlerinin zayıf kaldığı bir çok nokta bu yöntemde giderilmiştir. Katı modelleme sonucu elde edilen görüntü tel çerçeve veya yüzey modelleme görüntülerin gizli çizgilerinin kaldırılması ile elde edilen görüntüye benzer. Katı modellemenin esas özelliği görüntünün ötesinde cismin iç ve dış geometrisinin bilgi kütüğü şeklinde bilgisayara geçmiş olmasıdır. Böylece ağırlık, moment gibi parametreler hesaplanabilir veya kesitler alınarak cismin iç geometrik" formu incelenebilir. Tüm bu işlemlerde kullanıcının müdahalesi ve çabası minimumdur. Cisimlerin yüzeylerindeki renkler, geçirgenlik ışık yoğunluğu ve gölgeleme yapılabilir. Cisimlerin katı modellemesi için CAD programları iki yöntem kullanır. Bu yöntemler, bazı geometrik pirimitivlerin boolean mantığına göre birleştirilmesi veya çıkarılması ile veya yüzey sınırlarını belirleyecektir. Yüzey sınırlarının tanımı ve bu sınırlar boyunca iki boyutlu yüzeyler taraması ile cismin tüm hacmi tanımlanır. Eksenel simetri olan bir parça dönme şeklinde bir tarama ile kolaylıkla tanımlanır. Karmaşık yüzeylerde tanımlanan eğriler boyunca yapılan tarama yüzeyi oluşturur. Tasarımlanacak cismin yapısına göre bu iki yöntemden birisi tercih edilir. Genelde cisimler silindir, dikdörtgen gibi parçalardan oluştuğu için pirimitiv kullanarak modelleme tercih edilir. CAD ortamında hızlı bir veri iletişim ve işlem gücü istemi yöntemin dezavantajı olarak gösterilmektedir.
Bir ürünü her açıdan görmek,o ürünün gerçek yapı ve şekli hakkında daha iyi fikir edinmek için bilgisayar ortamında ürünün gerçek ölçüleri kriter alınarak görüntüsünün oluşturulmasıdır. Bir ürünü her açıdan görmek,o ürünün gerçek yapı ve şekli hakkında daha iyi fikir edinmek için bilgisayar ortamında ürünün gerçek ölçüleri kriter alınarak görüntüsünün oluşturulmasıdır.
Bu sayede bir ürünün daha üretilmeden istenen şekil ve işlevi sağlayıp sağlamadığı kontrol edilebilir. Prototip üretme maliyeti düşer. Dayanım ve malzeme hesapları da yüksek maliyetli
testlerle değil yazılım olarak yapılabileceğinden daha hızlı ve ucuz olur.

23. Statik modelleme nedir?

Statik modelleme durağan cisimlerin modellenmesidir. Örneğin bildiğimiz solid cisimlerin modellenmedir. Örneğin bir binanın kirişlerinin modellenmesi. Burada kirişlere binen yük ve yüke karşı dayanıklılığının bulunduğu modellemedir.
Zamana bağlı değişkenler arasında direkt ve eşzamanlı bağlantılar varsa ve bu değişkenlerin değerleri bir önceki değerlerinden bağımsızsa kurulan model statik özellik taşır. Statik modellemede oluşturulan elemanlar birbirlerine olan etkilerinde zamana göre yer değişimi oluşturmazlar. Bu bakımdan statik olduklarından dolayı hesaplamalar bu yönde yapılır.

24. Dinamik modelleme nedir?

Dinamik modelleme ise hareketli sistemlerin modellenmesidir. Örneğin bir motorun hareketi halindeki ürettiği moment, harcadığı güç, ürettiği güç gibi değişkenlerin gösterildiği modellemedir.
Ancak, eğer bir modelin değişkenlerinin değeri dışsal herhangi bir etki yerine kendisinin daha önceki değerlerine göre belirleniyorsa, bu durumda model dinamiktir. Yani hız, dayanım, sıcaklık gibi değerler zamana göre değişiklik gösteriyorsa model dinamiktir.

25. Termal Hesaplama nedir?

Sıcaklık değişimleri ve benzer şartlara bağlı olarak iç zorlamaların etkisi altında ε0 denge denklemi:

ε(c-c0) dir.

Sıcaklık farkının ΔT olduğu hatırlanarak bu sıcaklık farkı malzemenin α termal gerilim katsayısına bağlı olarak üniform bir zorlamaya yol açmasıyla sonuçlanacaktır. Sıcaklık değişimi kesme gerilmelerine yol açmaz. Bu nedenle sıcaklık değişimine bağlı iç gerilme vektörü aşağıdaki gibidir.Termal hesaplama;malzemenin yapısında sıcaklıktan ya da benzer şartlardan dolayı oluşan iç zorlanmaların etkisinin hesaplanması yöntemidir.
Termal hesaplama, malzemelerin sıcaklıklarına göre dayanım, şekil ve boyutlarındaki değişmeyi hesaplayıp buna göre diğer elemanlar ve sistemlerle olan ilişkilerini bulmaktır. Malzemelerin yüzeylerinde, köşelerinde,belirli noktalarındaki değişim ve sistemin ısı iletim katsayısı da hesaba katılabilir

26. Malzeme modeli ne demektir?

Malzeme özellikleri, malzemenin elastikiyet modülü veya özgül ağırlık gibi
geometriden bağımsız fiziksel özelliklerdir.Bu noktada malzemenizin fiziki özelliklerini tanımlarsınız. Örneğin katı yapısal problemler için, elastikiyet modülünü, poisson oranını yada malzemenin yoğunluğu tanımlamalısınız.Doğru element tipini seçmek analiz işleminin çok önemli bir parçasıdır. Bu adım için kullanıcının yeterince sonlu elemanlar yöntemi hakkında bilgi sahibi olması gerekir. Çözümü istenen cismin geometrisi, analizin tipi (mukavemet, ısı transferi, manyetik analiz tipi) ve sınırları eleman seçimini etkiler.

27. Elastik, plastik ve elasto-plastik modelleme ne demektir?

Elastik modelleme: Bilinen karmaşık yapılı malzemelerin elastik enerji yoğunluğunun hesaplanmasında kullanılır. Elastik modelleme bir maddeyi
üzerine düşen gerilmelerin birbiriyle etkileşimlerini yada istenmeyen çentik veya yüzey pürüzlülüklerini önemsemeden ardışık
mekanizmaların bunları oluşturan katmanlarla beraber farklı bir yapı oluşturma işlemidir. cismin ortalama yer değiştirmesini ve bükülmeleri
görmemizi sağlar.

Plastik modelleme: Kuvvet uygulanan sistemin içerisindeki yapı ve malzeme özellikleri nedeniyle oluşabilecek değişiklikleri içeren modeldir. Sınır durum tasarımının özel bir halidir ve sınır durumu Mp plastik moment dayanımını belirler.Plastik moment değerine, en kesitin tamamında gerilme değerinin akma gerilmesine eşit olduğunda ulaşılır.Plastik tasarımın burkulma,yorulma veya gevrek kırılma gibi sınır
durum hallerinin önlenmiş olduğu sistemler
önlenmiş olduğu sistemlerde uygulanması aranır.
Elasto-plastik modelleme: Deformasyon işlemi boyunca kaldırabileceği yük kapasitesinin belirlenmesinde kullanılan bir metottur. Sistemin hem elastik hem de plastik sınırına yakın olabilecek ya da bu değerlerin istenen seviyede tutulması için kullanılan modellemedir.

28. Simülasyon sonuçlarının yorumlanmasından ne anlıyorsunuz? Hangi noktalara dikkat edilir?

Tasarlanmış bir sistemde hatalarının görsel olarak gözlenebilinmesi için simülasyonlara ihtiyacımız vardır. Bu simülasyonları yapabilmek kadar yorumlayabilmekte önemlidir. Simülasyonda çıkan yoruma göre sistemin güvenilirli açıklanır. Dikkat edilmesi gereken noktalar özellikle sistemin en çok iş gören ve hareketli kısımları olmalıdır.

29. MARC-mentat’dan alınan dataların excel’de grafik haline dökülmesi için ne yapılır?
Marc mentanta commant bölümüne copy_to_clipboard komutu yazılarak bu komut çalıştırılır.
Bu Komut sadece Windows nt de çalışabilir ve Tum akcuel tablo verilerini daha sonra Word veya Excel dokümanlarına ekliye bilecek şekilde path plot yada history plot’u Windows nt clipboarda kopyalayabilir

30. Marc-mentat’ın çalışmasını ve birbiri ile etkileşimini şematik olarak gösteriniz?

Image

31. SEA’de hesapları basamaklara bölmenin faydası nedir? Çok basamağa bölmek iyimidir?

SEA, temelde incelenecek sonsuz büyüklükteki cisimlerin, yüzeylerin, malzemenin uygun sayıda sonlu elemana bölünmesiyle hesabi kolaylaştırma esasına dayanan bir sistemdir. Eleman sayısının azlığı sonuçların hassasiyetini kısıtlamaktaydı. Bilgisayarların gelişmesi ile bu işlemler bilgisayara aktarıldı. Ve eleman sayıları arttırıldı. Bu gün problemlerde milyonlarca eleman kullanılmaktadır. Mesela sivil bir uçağın mesh’lenmesinde yaklaşık olarak 1.5 milyon düğüme karşılık 10 milyon eleman kullanılması normal bir durum sayılabilir.
Sonuç olarak model ne kadar çok sayıda elemana bölünürse o elemente uygulanan yüke göre daha gerçekçi sonuç verir

32. Mesh oluşturmada nelere dikkat edilmelidir.?

Mesh oluşturma işlemi düğüm noktalarının ve elemanların koordinatlarını oluşturur. Aynı zamanda kullanıcı tarafından girilen minimum bilgiye karşılık optimum sürede otomatik olarak düğüm noktalarını ve elemanları sıralar, numaralanmasını sağlar.
Mesh üretme konusunda kullanıcının ayrıca üzerinde mesh üretilecek alanda, hangi bölgelerin eleman yoğunluğunun fazla olacağına hangi bölgelerin eleman yoğunluğunun daha az olacağına karar vermesi gerekebilir. Genellikle, önemli olduğu veya kendi içinde büyük gradyen (değişim)’e sahip olduğu bilinen veya tahmin edilebilen bölgelerde birim alana daha fazla eleman yerleştirilir.
Mesh oluşturmada modeller sonlu sayıda elemanlara bölünür. Bu elemanlar belli noktalardan birbirleriyle bağlanır, bu noktalara düğüm (node) denir. Mesela katı modellerde her bir elamandaki yer değiştirmeler doğrudan düğüm noktalarındaki yer değiştirmelerle ilişkilidir. Düğüm noktalarındaki yer değiştirmeler ise elemanların gerilmeleriyle ilişkilidir. Mesh oluşturarak bu düğümlerdeki yer değiştirmeleri çözmeye çalışır. Böylece gerilme yaklaşık olarak uygulanan yüke eşit bulunur. Bu düğüm noktaları mutlaka belli noktalardan hareketsiz bir şekilde sabitlenmelidir. Sonlu Elemanlar Yöntemi düğüm noktaları için tanımlanmış şartları, cebrik lineer denklemlere çevirir, önce bu denklemler çözülür ve bütün elemanlardaki gerçek gerilmeleri bulmaya çalışır. Sonuç olarak model ne kadar çok sayıda elemana bölünürse o elemente uygulanan yüke göre daha gerçekçi sonuç verir

33. 3 boyutlu bir simülasyonu 2-D veya 1-D de çözmenin sağlayacağı avantajlar nelerdir?

3 boyutlu bir simülasyonu 2-D veya 1-D çözmek sisteme daha basit yaklaşmamızı sağlayarak hesaplamalarda kolaylık sağlar. Sistemin bütün boyutlarını görerek görsellik açısından sisteme yaklaşım yapmak daha da kolaylaşır. Aynı zamanda sistemde yapılacak herhangi bir hesaplama durumunda 3. boyutu da göz önünde bulundurarak hesap yapmak işlemimizin doğruluğunu arttırır.

34. Düzlem gerilme ile çözülebilecek bir problemi 3-D çözmenin avantaj ve dezavantajı nedir?

3-D ile çözmenin tek avantajı sistemin bütün boyutlarıyla gözlemlenebilir ve görsellik açısından daha kanaat getirilebilinir olmasıdır. Dezavantajları hesabı yapan sistemimiz gereksiz yere işlem yaparak PC nin gereksiz yere işlem yapmasına sebep olacaktır. Ayrıca bu gereksiz işlemler doğrultusunda zamandan kayıp olacaktır.

35. Düzlem gerilme ile düzlem şekil değiştirme deformasyonları arasındaki fark nedir?

Düzlemsel şekil değiştirme eğer yer değiştirme vektörleri hep aynı bir düzleme paralel olan düzlemler içinde kalıyorsa, cisimde düzlemsel şekil değiştirme vardır denir.
Cisme her iki doğrultusundan gelen kuvvetlerin etkisinde kalarak bunlara karşı gösterdiği direnç düzlem gerilmedir.

36. SEA yazılımları arasındaki farkları belli başlı 5 yazılım açısından kıyaslayınız?

SEA yazılımları arasında linear, non-linear, implicit (kapalı sonlu) ve explicit (açık sonlu) olma yönünden farklılıklar vardır. Kimi programlar ise bazı konularda özel olarak geliştirilmiştir. Örneğin MSC.ADAMS Kinematik ve Dinamik analiz paketi olarak geliştirilmiştir. Aşağıdaki tabloda belli başlı programların bu açıdan özellikleri gösterilmektedir.

MSC.MARC Nonlineer Implicit Sayısal Analiz Pakedi
MSC.DYTRAN Nonlineer Explicit Sayısal
Analiz Pakedi
MSC.PATRAN Implicit Sayısal Analiz Pakedi
ANSYS Nonlineer Implicit Sayısal Analiz Pakedi
ABAQUS Lineer statik ve dinamik analiz (implicit ve explicit)

37. Explicit ve implicit yazılım ne demektir?

Explicit ve Implicit metodları hareket formüllerinin integrasyonunda kullanılan yöntemlerdir. Explicit metod küçük zaman aralıkları kullanılarak yüksek derecede non-linear olan problemlerin/sistemlerin çözümlenmesinde kullanılırken, Implicit metod daha az non-linear olan problemlerin/sistemlerin geniş aralıklar kullanılarak çözümlenmesinde kullanılır.

38. Bildiğiniz bir mekanik problemini (bir kitaptan alınma olabilir) MARC ile çözünüz?

İlk önce denetim masasından Marc Mentat programın lisansı çalıştırılır.Daha sonra program açılır.Program açıldıktan sonra ilk yapacağımız şey Mesh Generation’a girilir ve alttaki yazılmış işlemler sırasıyla yapılır.Bu işlemlerden sonra çizim yapacağımız ara yüz seçilmiş ve parçamız çizilmiş olur.
Benim burada yaptığım parça ortasından destekli bir kalastır. Yanlarından gelen kuvvetlerin malzeme üzerindeki deformasyonu simule edilmiştir.

• Grid tıklanır.
• Set tıkalanarak U DOMAIN(0,50) ;V DOMAIN(0,50) ;U SPACING(5) ;V SPACING(5) ayarları yapılır.
• FILL tıklanarak çizim yapacağımız ara yüz seçilmiş olur.
• MATERIAL PROPARTIES>ISOTROPIC tıklanarak young modülü ve poisson oranı değerleri girilir.
• Young modülü=200000 Poisson oranı=0.3
• GEOMETRİC PROPARTIES>PLANAR>PLANE STRESS tıklanarak element kalınlığı 1 seçilir.
• LOADCASES>MECHANICAL>STATIC tıklanarak kuvvet uygulama işlemini kaç adımda yapılacağını ayarlarız.
• Zaman tablosu yapılır.
• JOBS> MECHANICAL tıklanarak aşağıdaki şekillerde gösterilen ayarlar yapılır.

• Daha sonra yaptığımız işlemler check tıklanarak kontrol edilir. Hata ve yanlış vermedi ise işleme devam edilir.
• RUN komutu tıklanarak SUBMIT ve OPEN POST FILE(RESULTS MENU) seçilir.
• RESULTS tıklanarak CONTOUR BANDS ve DEF&ORIG seçilir. Daha sonra MONITOR tıklanarak cisme uyguladığımız kuvvetler sonucunda cisimde oluşan değişmeleri görebiliriz.

Aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi; cisimlere uyguladığımız kuvvet cismin içinde şekil değişikliğine sebep olmuştur.

Image

39. Yukarıda çözdüğünüz problemi analitik çözüm ile karşılaştırınız.
Analitik çözümde problemin çözülmesi daha uzun sürecektir. İki bilinmeyenli bir denklem olduğundan dolayı zor ve malzeme dayanımını da göze alırsak mukavemet açısından da zor bir problemdir. Ancak programla çözüldüğü zaman hem sehim miktarını hem de normal olarak kullanıcı tarafından seçilen malzeme özelliklerinde bulunan parçanın iç yapısındaki hareketler de görünüyor.

40. Sonuçlar üzerine tartışınız.
Sonlu eleman analizi, hem uygulama açısından elle hesap yöntemine göre kolay, hem de endüstriyel olarak bir ürünün tasarım ve test aşamasında maliyet ve zaman açısından tasarruf sağlayan bir sistemdir.

Bu yazı Uncategorized kategorisine gönderilmiş. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir