SONLU ELEMANLAR ANALİZLERİ

SONLU ELEMANLAR ANALİZLERİ
ANSYS genel amaçlı sonlu elemanlar paket programıdır ve fiziksel problemlerin çözümünde kullanılır. Bu
problemler; statik/dinamik yapısal analizler (lineer veya lineer olmayan), ısı transferi ve akış problemleri ile
akustik ve elektromanyetik problemleri içerir. Genel olarak, ANSYS kullanarak sonlu elemanlar analizleri üç
kademede gerçekleştirilir:
1.
2.
3.
Preprocessing: problemin tanımlanması; preprocessing ana kademeleri aşağıda verildiği gibidir:
o Anahtar nokta/çizgi/alan/hacimlerin tanımlanması
o Eleman tipi ve malzeme/geometri özelliklerinin tanımlanması
o Çizgi/alan/hacimlerin sonlu elemanlara bölünmesi.
Solution: yüklerin ve sınır şartlarının atanması ve çözümün gerçekleştirilmesi; bu kademede
yükler (noktasal veya basınç) belirlenir, sınır şartları tanımlanır ve sonuçta çözüme gidilir. yük ve sınır
şartlarının preprocessing kademesinde de tanımlanabilir ancak çözümün gerçekleştirilebilmesi için yine
de çözücü işlemcisinin etkin hale getirilmiş olması gerekir.
Postprocessing: sonuçların değerlendirilmesi; bu kademede şunlar yapılabilir:
o Düğüm noktası yerdeğiştirmelerinin listelenmesi
o Eleman kuvvet ve momentlerinin izlenmesi
o Yerdeğiştirme çizimleri
o Gerilme diyagramları
Aslında bu kademelerden herbiri ANSYS işlemcileridir. Yani preprocessing kademesinde yapılabilecekleri
gerçekleştirebilmek için önişlemci işlemcisinin etkin hale getirilmesi gerekir. Bu ön işlemci /PREP7 olarak
bilinir. Çözüm işlemcisi ise /SOLU'dur. Son işlemci ise ikiye ayrılır ve zamandan bağımsız sonuçlar için
/POST1 ve belirli noktalar için sonuçların zamana bağlı değişimini veren işlemci /POST26'dır. Bunlar dışındaki
farklı ihtiyaçlar için de ANSYS farklı işlemcilerinin kullanılması gerekebilir. Örneğin dizayn optimizasyonu
gerçekleştirilecek bir durum için /OPT işlemcisinin etkin hale getirilmesi gerekir. Herhangi bir işlemciden çıkıp
başlangıç seviyesine gelmek için ise FINISH veya /QUIT komutlarının kullanılması gerekir.
Her hangi bir işleme başlamadan önce analizin planlanması çok önemlidir ve simulasyonun başarısına direk
etkisi vardır. Bir sonlu elemanlar analizinin amacı bilinen yükler altında sistem davranışının modellenmesidir.
Analizin doğruluk derecesi planlama kademesine oldukça bağlıdır. Herbir işlemcide yapılacakları daha detaylı
olarak sonraki bölümlerde inceleyeceğiz. Ancak yine de özetleyecek olursak;
Preprocessing kademesi aşağıdakileri içerir:





Başlığın belirlenmesi: Problemin sonraki dönemde rahat erişeilebilir olması amacıyla yaptığımız işe
bir isim isim verilmesi diye düşünülebilir. Bu seçenek özellikle aynı temel model üzerinde farklı
yükleme seçenekli çözümler gerçekleştirilmesi durumunda çok faydalıdır.
Modelin oluşturulması: Model genellikle 2D veya 3D uzayında uygun birimler (m., mm., in., vb.)
kullanılarak çizilir. Model ANSYS ön işlemcisi kullanılarak oluşturulabileceği gibi başka bir CAD
paketinde hazırlanmış bir dosyanın (IGES, STEP, Pro/E gibi) ANSYS ön işlemcisi tarafından okunması
ile de sağlanabilir. Modelin oluşturulması esnasında dikkat edilmesi gereken konulardan biri çizimde
kullanılan birim ile malzeme özellikleri ve uygulanan yük birimlerinin uyumlu olmasıdır. Örneğin;
model mm olarak çizildi ise, malzeme özellikleri SI birimi ile tanımlandığı şekilde olmalıdır.
Eleman tipinin belirlenmesi: Eleman seçimi modelin geometrisine bağlı olarak 1D, 2D veya 3D
olabileceği gibi yapılması düşünülen analizin tipine de bağlıdır (örneğin termal analiz
gerçekleştirebilmek için termal eleman kullanımı).
Malzeme özelliklerinin girilmesi: Malzeme özellikleri (elastisite modülü, poisson oranı, yoğunluk ve
gerekli olduğunda termal genleşme katsayısı, termal iletkenlik, özgül ısı vb) tanımlamalarının
gerçekleştirilmesi.
Modelin elemanlara bölünmesi: Modelin elemanlara bölünmesi işlemi, model sürekliliğinin belirli
sayıdaki ayrı parçalara veya diğer bir ifade ile sonlu elemanlara bölünmesidir. Daha çok sayıda eleman
genel olarak daha iyi sonuçlar fakat daha uzun analiz zamanı demektir. Modelin elemanlara bölünmesi
kullanıcı tarafından tek tek tanımlanarak yapılabileceği gibi ANSYS tarafından uygun seçenekler
kullanılarak otomatik olarak da yapılabilir. Kullanıcı tarafından tek tek tanımlayarak elamanlara bölme
işlemi uzun ve zor bir işlemken otomatik olarak elamanlara bölme işleminde gerekli tek şey model
kenarları boyunca eleman yoğunluğunun veya eleman büyüklüğünün belirlenmesidir. Ayrıca kullanılan
elemanın tipine bağlı olarak eleman özelliklerinin de (gerçek sabitler) tanımlanması gerekir.
Solution kademesi aşağıdakileri içerir:




Analiz tipinin belirlenmesi: Çözümde kullanılmak üzere statik, modal, transient gibi analiz tipleri
belirlenir.
Sınır şartlarının tanımlanması: Eğer modele bir yük uygulanırsa, model bilgisayarın sanal
dünyasında sonsuza kadar ivmelenir. Bu ivmelenme bir sınırlılık veya bir sınır şartı uygulanana kadar
devam eder. Yapısal sınır şartları genellikle sıfır yerdeğiştirme, termal sınır şartları belirlenmiş bir
sıcaklık, akışkan sınır şartları için bir basınç olarak tanımlanır. Bir sınır şartı bütün yönlerde (x,y,z)
uygulanabileceği gibi yalnızca belirli bir yönde de tanımlanabilir. Sınır şartları anahtar noktalarda,
düğüm noktalarında, çizgi veya alanlarda tanımlanabilir. Sınır şartı, simetri veya antisimetri tipinde de
olabilir.
Yüklerin uygulanması: Yüklemeler gerilme analizlerinde noktasal bir basınç veya yerdeğiştirme,
termal analizlerde sıcaklık, akışkan analizlerinde hız formunda olabilir. Yükler bir noktaya, bir kenara,
bir yüzeye ve hatta toplam cisme uygulanabilir. Yükler model geometrisi ve malzeme özelliklerinde
kullanılan birim cinsinden tanımlanmalıdır.
Çözüm: Çok şükür bu kısım tamamiyle otomatik. Genel olarak bir sonlu elemanlar çözücüsü üçe
ayrılır. Bunlar ön-çözücü, matematik motoru ve son-çözücüdür. Ön-çözücü modeli okur ve modeli
matematiksel şekilde formülüze eder. Preprocessing kademesinde tanımlanan bütün parametreler önçözücü tarafından kontrol edilir ve herhangi bir şeyin eksik bırakıldığını bulursa matematik motorunun
devreye girmesini engeller. Model doğruysa, çözücü devreye girerek eleman direngenlik matrisini
oluşturur ve yerdeğiştirme, basınç gibi sonuçları üreten matematik motorunu çalıştırır. Matematik
motoru tarafından üretilen sonuçlar son-çözücü kullanılarak düğüm noktaları için deformasyon miktarı,
gerilme, hız gibi değerler üretilir.
Postprocessing kademesi aşağıdakileri içerir:

Bu bölüm; sonuçların okunduğu ve yorumlandığı bölümdür. Sonuçlar; tablo şeklinde, kontur çizimler
şeklinde veya deforme olmuş cisim biçiminde sunulabilir. Ayrıca animasyon yardımı ile modelin yük
altındaki davranışı gözler önüne sunabilir. Yapısal tipteki problemlerin sunulmasında kontur grafikler
genellikle en etkin yöntem olarak kullanılır. Postprocessor, x, y,z koordinatlarında hatta koordinat
ekseninde belli bir açıdaki gerilme ve birim şekil değiştirmelerin hesaplanmasında kullanılabilir. Etkin
gerilme ve birim şekil değiştirme sonuçları ile akma gerilmesi ve şekil değiştirme sonuçlarını da
görmek mümkündür. Bunun dışında birim şekil değiştirme enerjisi, plastik şekil değiştirme miktarı da
kolaylıkla görsel olarak elde edilebilir.
Sonuçlar görsel olarak çok etkileyeci bir biçimde kontur grafikler olarak rahatlıkla elde edilebilse de sonuçların
kalitesi modelin fiziksel problemi gerçekte ne kadar yansıttığına ve dolayısıyla analizi yapılan modelin kalitesine
bağlıdır. Başarılı bir analiz için dikkatli bir planlamanın yapılması zorunluluğu göz ardı edilmemelidir.
ANSYS ARAYÜZÜ
ANSYS 8.0 grafiksel kullanıcı arayüzü farklı görünümleri sahip olacak şekilde özelleştirilebilir.
ANSYS grafiksel kullanıcı arayüzünü 2 farklı tip görünüme sahip olacak şekilde değiştirmek mümkündür.
Bunlardan birincisi standard görünümdür ve Utility Menu, Standard Toolbar, Input Window, ANSYS
Toolbar, Main Menu, Graphics Window, Status Area ve Output Window içerir.
ANSYS Arayüzü pencerelerini genel olarak açıklayacak olursak;
1. Utility Menu: ANSYS oturumu süresince kullanılabilir olan dosya kontrolu, seçimler, grafik
kontrolleri ve parametreler gibi fonksiyonlar içerir.
2. Main Menu: Preprocessor, solution, postprocessor ve dizayn optimizeri tarafından organize edilen
temel ANSYS fonksiyonlarını içerir. Bu menüde en önemli modelleme komutları bulunur.
3. Input Window: Bu pencereden komutların direk olarak girilebilmesine imkan tanınır
4. ANSYS Toolbar: Bu bölüm çok sık olarak kullanılan ANSYS komut ve fonksiyon düğmelerini içerir
ve özelleştirilebilir.
5. Graphics Window: Grafiklerin gösterildiği ve grafiksel işaretlemenin yapıldığı yerdir. Bu pencerede
modelin oluşturulması esnasında yapının farklı kademelerdeki durumları izlenebilir. Aynı zamanda,
analiz sonuçlarının grafiksel olarak verildiği yerdir.
6. Output Window: Verilerin listelenmesi gibi programdan çıkan text formatındaki bilgilerin gösterildiği
yerdir. Genellikle açılışta grafiksel kullanıcı arayüzünün arkasında ortaya çıkar ancak istenirse ön tarafa
çekilebilir.
7. Standard Toolbar: Sık olarak kullanılan ANSYS komutları düğmelerini içerir.
8. Status and Prompt Area: Grafiksel kullanıcı arayünün alt tarafına yerleşmiştir ve analizin durumu
hakkında bilgiler içerir.
Bir diğer ANSYS arayüz görünümü ise profesyonel grafşksel kullanıcı arayüzü görünümüdür ve Utility Menu -> MenuCtrls --> Mechanical Toolbar yolu izlenerek erişilebilir.
Bu görünümde Utility Menu, Mechanical Toolbar, Graphics Window ve Output Window bulunur. Utility
Menu, Graphics Window ve Output Window aynı standard görünümdeki gibidir. Mechanical Toolbar, Main
Menu ve Input Window'un yerini alır ve tipik ANSYS fonksiyonlarını içerir.
ANSYS DOSYALARI
ANSYS çalıştırıldığında pek çok dosyanın oluşturulduğunu görürsünüz. Eğer ANSYS iş ismi belirtilmeden
açılmışsa, oluşturulan dosyalar file adında olacaktır. Genel olarak dosya adları şu şekilde oluşturulur:
İşAdı.DosyaTipEki
ANSYS açılışında otomatik olarak atanan iş adı Utility Menu --> File --> Change Jobname yolu izlenerek
değiştirilebilir. Bu işlem Input Window kısmında /FILNAME, dosya_adı komutunu kullanmaya eşdeğerdir.
Bu yolun izlenmesi neticesinde ekrana bizden iş adı girmemizi isteyen bir diyalog kutusu açılır. Bu Change
Jobname penceresinde [/FILNAM] kısmına istediğimiz bir isim girilerek OK tuşuna basılır.
DosyaTipEki dosyanın içeriğini tanımlamaya dönük olarak 2-4 karakterli olarak önceden belirlenmiştir.
Dosya Adı
Açıklama
Tip
file.db
Binary
Veri tabanı dosyası
file.dbb
Binary
Veri tabanı dosyası yedeği
file.log
ASCII
ANSYS oturumu süresince kullanılmış komutların listesi
file.err
ASCII
Hata ve uyarı mesajlarının listesi
file.out
ASCII
ANSYS işlemlerinin çıkış listesi
file.rst
Binary
Yapısal veya ikili analiz sonuç dosyası
file.rth
Binary
Termal analiz sonuç dosyası
file.rmg
Binary
Manyetik analiz sonuç dosyası
file.emat
Binary
Eleman matrisleri dosyası
BAŞLIK BELİRLENMESİ
Yürütülen işe başlık atamak özellikle modelde ufak değişiklikler yapılarak analizlerin yinelenmesi durumunda
çok faydalı bir özelliktir. Ancak bu bir zorunluluk değildir. ANSYS 72 karakter uzunluğa kadar metin
kullanımına müsaade eder. ANSYS atanan başlığı bütün grafik görüntülerde ve çözüm çıktısında basar.
ANSYS'de yürütülen işe grafiksel kullanıcı arayüzünü kullanarak başlık atamak için Utility Menu --> File -->
Change Title ... yolu izlenir.
Ekrana gelen Change Title diyalog penceresinde [/TITLE] bölümüne ekranda görünmesini istediğimiz metin
yazılarak OK tuşuna basılır.
Başlık olarak girilen metin ekranda Graphics Window penceresinin en altında görünecektir.
Input Window kullanarak başlık atamak için /TITLE komutu kullanılır. Bu komut /TITLE,İş Başlığı şeklinde
kullanılır.
KAYDETME / YENİLEME
ANSYS'de model oluşturulurken yapılan işi periyodik olarak kaydetmek gerekir. ANSYS önceden adı
belirtilmemiş işler için file.db dosyasına kayıt yapar. Yapılan işin adını bizim için daha anlamlı bir isim ile
değiştirmek mümkündür. Bu özellikle benzer modellerde ufak değişiklikler yaparak analizin tekrarlatılması
durumunda faydalı bir özelliktir. Veritabanını kaydetmenin bir kaç yolu vardır. Bunlar;
1. Utility Menu --> File --> Save as Jobname.db yolunu izlemek: Bu yolun izlenmesi ile ANSYS
başlangıç olarak belirtilmiş isim üzerinden veritabanı dosyasını kaydedecektir. Yani kaydetme işlemi
file isimli dosya üzerinde olacaktır.
2. ANSYS Toolbar üzerindeki SAVE_DB tuşunu tıklamak: Bu durumda da ANSYS başlangıç olarak
belirtilmiş isim üzerinden veritabanı dosyasını kaydedecektir. Yani kaydetme işlemi file isimli dosya
üzerinde olacaktır.
3. Input Window kısımında save komutunu kullanmak: Save, DosyaAdı, Dosya Uzantısı, ,
KeydetmeModu şeklinde kullanımı vardır. DosyaAdı kısmına dosya yolu da dahil olmak üzere dosya
adı yazılır. DosyaUzantısı başka bir şey kullanılmadığı durumda db olarak ANSYS tarafından
otomatik olarak atanır. KaydetmeModu kısmına ise ALL, MODEL veya SOLU seçeneklerinden
herhangi biri yazılabilir. ALL tüm model, çözüm ve son işleme verilerinin veritabanı dosyasına
yazılmasını sağlar. MODEL seçeneği ise yalnızca model verilerinin (katı model, sonlu elemanlar
modeli, yükleme vs.) yazılmasını sağlarken, SOLU komutu model ve çözüm verilerinin (düğüm
noktası çözüm sonuçları, eleman çözüm sonuçları) kaydedilmesini sağlar.
4. Modelin farklı bir isimle kaydedilmesini sağlamak için Utility Menu --> File --> Save as ... yolunu
izlemek gerekir.
Bu durumda ekrana Save DataBase penceresi gelecek ve bizden dosya adı ile dosya yolunu belirtmemize
imkan tanıyacaktır. Buraya gerekli bilgilerin girilmesinden sonra kaydedilme işleminin tamamlanabilmesi için
OK tuşuna basmamız gerekir.
Farklı bir isimle kaydetme işlemi hariç herhangi bir zamanda gerçekleştirilen kaydetme işlemi, eğer bir
veritabanı varsa, önce mevcut veritabanın yedeğinin (file.DBB) yazılması ile başlar. Eğer file.DBB dosyası
mevcut ise yeni yedek dosyası bu dosyanın üzerine yazacaktır.
Bir statik veya transient yapısal analizde ilk yükleme kademesinin ilk altçözüm kademesine ait bilgiler
file.RDB dosyasına otomatik olarak kaydedilecektir.
Daha önceki bir oturumda kaydedilmiş olan bir veri tabanı dosyasının tekrar çağırılması işlemleri ise şöyledir:
1. Utility Menu --> File --> Resume Jobname.db yolunu izlemek: Daha önce file.db olarak
kaydedilmiş olan veritabanı dosyasını yükler.
2. ANSYS Toolbar üzerindeki RESUM_DB tuşunu tıklamak: Böylelikle yine file.DB veritabanı
dosyası yüklenir.
3. Input Window kısmında resume komutunu kullanmak: Bu komutun Resume, DosyaAdı, Dosya
Uzantısı şeklinde kullanımı vardır. DosyaAdı kısmına dosya yolu da dahil olmak üzere dosya adı
yazılır. DosyaUzantısı başka bir şey kullanılmadığı durumda db olarak ANSYS tarafından otomatik
olarak kabul edilir.
4. Daha önce belli bir isimde kaydedilmiş olan veritabanı dosyasını geri yüklemek için Utility Menu -> File --> Resume from... yolunu izlemek ve oturumumuzu bir başka veritabanı dosyası ile
yenilemek mümkündür.
Bu durumda açılan Resume Database penceresinde açmak istediğimiz veritabanı dosyasının adını yazmamız
veya listeden seçmemiz gerekir.
Resume komutu kullanılarak oturum içinde bir başka veri tabanı çağırma işlemi daha önce aynı versiyon veya
eski versiyon numaralı ANSYS ile kaydedilmiş veritabanı dosyalarına uygulanabilir. Daha eski versiyon
numaralı ANSYS ile kaydedilmiş bir veritabanı dosyasına erişimin her zaman garanti edilmediğini bilmekte
de fayda var. Ancak aynı versiyon numaralı ANSYS ile kaydedilmiiş bir veritabanı dosyasının tekrar
çağrılması sonrasında herhangi bir düzeltme işlemine gerek kalmaz.
Resume komutu ile ilgili veritabanı dosyası okunur ve böylelikle oturum da açık olan mevcut veritabanı
dosyasının yerini alır.
Başka bir ANSYS ürünü ile kaydedilmiş bir veritabanı dosyasının yeniden çağrılması sonrasında eleman
tiplerinin ve anahtar seçeneklerin kontrol edilmesi ve gerekli ise bunların düzeltilmesi gerekir.
MODELİN OLUŞTURULMASI
Sonlu elemanlar analizi gerçekleştirmek demek, fiziksel sistemin matematiksel modelini oluşturmak demektir.
Bu model; fiziksel sistemi tanımlayıcı, düğüm noktalarını, elemanları, malzeme özelliklerini, gerçek sabitleri,
sınır şartlarını ve diğer özellikleri kapsar. Halbuki ANSYS terminolojisinde model oluşturma terimi düğüm
noktaları ve elemanlar oluşturma anlamında kullanılır.
ANSYS, modelin oluşturulmasında bizlere;
 Katı modelin ANSYS içinde oluşturulması,
 Katı model kullanmadan direk sonlu elemanlar modelinin hazırlanması,
 Başka bir bilgisayar destekli dizayn programı tarafından hazırlanmış katı modelin ANSYS'e
aktarılması
seçeneklerinden herhangi birinin kullanılabilmesi imkanını sunar.
Model oluşturulmasında genel olarak takip edilen kademeleri şu şekilde sıralayabiliriz:
1. Yaklaşımını planla,
2. Model oluşturma oturumunu preprocessor'ı aktif hale getirerek aç,
3. Model geometrisini oluşturmak için temel geometriyi ANSYS hazır basit şekillerini ve mantıksal
işlemcileri kullanarak oluştur,
4. Uygun koordinat sistemini aktif hale getir,
5. Modele ait detaylar için gerektiği durumda aşağıdan yukarıya model oluşturma yolunu izleyerek
model geometrisini tamamla,
6. Eleman tipini seç,
7. Malzeme özellikleri, gerçek sabitler, ni tanımla,
8. Model geometrisini elemanlara bölerek düğüm noktaları ve elemanları tanımla,
9. Modeli kaydet,
10. preprocessor'dan çık.
Yaklaşımın planlanması; fiziksel sistemin geometrisinin tanımlanması, modellenmenin 2 boyutlumu yoksa 3
boyutlumu olacağına karar verilmesi, simetri özelliklerinden yararlanılıp yararlanılamıyacağının tespit
edilmesi, sınır şartları ve yüklerin önceden belirlenmesi, hangi tür analize ihtiyaç duyulduğunun önceden
netleştirilmesi, hangi elemanın kullanılacağı, ne kadar sık bir eleman yoğunluğuna ihtiyaç olacağı ve ne tür
sonuçların hedeflendiğinin belirlenmesi için gerçekleştirilir ve başarılı bir analizin en önemli kademelerinden
biridir.
Modelin oluşturulması için ANSYS preprocessor işlemcisinin etkin hale getirilmiş olması gerekir. Bu ise,
Input Window kısmında /PREP7 komutunun kullanılması ile gerçekleştirilebileceği gibi, Main Menu'den
PreProcessor seçeneği tıklanarak da gerçekleştirilebilir.
Sonlu elemanlar modeli 2 boyutlu veya 3 boyutlu modeller olarak sınıflanabilir. Analizini yapacağımız
fiziksel modelin bunlardan hangisine girdiğinin önceden belirlenmiş olması gerekir. Sistemin 3 boyutlu
olduğu durumlarda mümkün ise, düzlem gerilme, düzlem genleme veya eksenel simetri özellikleri
kullanılarak model 2 boyutlu olarak tasarlanabilir. Sistemde simetri olması durumunda bunun tanımlanması,
sonlu elemanlar modelimizin basitleştirilmesine yarar.
Ayrıca modele ne kadar detayın dahil edileceğinin önceden tespit edilmesi gerekir. Bazı detaylar analiz için
önemli olmazken modelin gerektiğinden fazla karmaşık olmasından başka bir şeye yaramazlar. Ancak bazı
durumlarda ufak bir delik veya radyus sistem için çok önemli olabilir.
Sonlu elemanlar modelinin oluşturulmasında ANSYS iki farklı yöntem önerir. Bunlardan biri katı modelleme
ve sonrasında modelin elemanlara bölünmesi diğeri ise direkt eleman ve düğüm noktaları oluşturma
yöntemidir. Bazı çok basit modeller dışında katı modelleme yönetiminin daha kolay olacağı açıktır. Ancak bir
ANSYS oturumu süresince her iki yöntemi kullanarak sonlu elemanlar modelimizi oluşturmamız
mümkündür. Katı modelleme için ANSYS'de iki yöntem kullanılır. Bunlar yukarıdan aşağıya ve aşağıdan
yukarıya doğru modellemedir.
Aşağıdan yukarıya modelleme, anahtar noktaların tanımlanması ile başlar. Anahtar noktalar katı modelin
kesişim noktalarını tanımlarlar ve katı modelin düşük dereceli bileşenleridirler. Bu anahtar noktalar daha
sonra kullanılarak katı modelin daha yüksek dereceli bileşenleri olan çizgiler, alanlar ve hacimler tanımlanır.
ANSYS ayrıca, modelin oluşturulmasında önceden tanımlanmış bazı geometrik basit şekillerin kullanılmasına
da imkan tanır. Bir basit şeklin tanımlanması ile birlikte, bununla ilişkili daha düşük dereceli tüm bileşenler
otomatik olarak tanımlanır. Buna yukarıdan aşağıya modelleme denir. Kullanıcı yukarıdan aşağıya veya
aşağıdan yukarıya modelleme tekniklerini serbestçe istediği gibi kullanarak modelini oluşturabilir.
Toplama, çıkarma, kesişim ve diğerleri gibi mantıksal işlemciler modelin istediğimiz şekli alması için
kullanılır. Mantıksal işlemciler yüksek seviyeli katı model bileşenleri ile direkt olarak çalışabilmeyi
sağlayarak karmaşık şekillerin oluşturulmasına imkan tanır.
Herbir katı model ister yukarıdan aşağıya isterse de aşağıdan yukarıya yöntemlerinden herhangi biri
tarafından oluşturulmuş olsun, anahtar noktalar, çizgiler, alanlar ve hacimler tarafından tanımlanır. Bu
konudaki hiyerarşiyi gözardı etmemek gerekir. Hacimler yüksek dereceli bileşenlerdir ve alanlar tarafından
sınırlandırılırlar. Alanlar çizgilerle ve çizgiler ise anahtar noktalar tarafından sınırlanırlar.
En düşük dereceli katı model bileşeni keypoint'tir. Çizgiler, alanlar ve hacimler bu anahtar noktalar
birleştirilerek oluşturulabilir.
Anahtar nokta tanımlaması Input Window kısmında K komutu kullanılarak gerçekleştirilebilir. K,
AnahtarNoktaNumarası, X Koordinatı, Y Koordinatı, Z Koordinatı yazılarak tanımlanabilir.
Bu komutun grafiksel kullanıcı arayüzü kullanılarak eşdeğeri Main Menu --> Preprocessor --> Create -->
Keypoints --> In Active CS ... yolu izlenerek gerçekleştirilebilir.
Bu yolun takip edilmesi neticesinde ekrana Create Keypoints in Active Coordinate System veri giriş
penceresi açılacaktır. Bu diyalog penceresi içindeki NPT bölümüne anahtar nokta numarası, X,Y,Z Location
in active CS bölümüne ise aktif koordinat sistemi içinde anahtar noktaya ait x, y, ve z koordinat değerleri
girilir ve OK tuşuna basılır. Bu pencere içindeki Apply tuşunun tıklanması durumunda ise penceredeki
bilgilere göre bir anahtar nokta atanır ve pencere yenilenerek bize tekrar giriş imkanı sağlar.
Ayrıca Main Menu --> Preprocessor --> Create --> Keypoints --> On Working Plane yolu izlenerek de
grafiksel kullanıcı arayüzü üzerinden anahtar nokta tanımlamak mümkündür.
Bu durumda ekrana Create KPs on WP penceresi çıkacak ve mouse imlecinin görünüşü değişerek Graphics
Window içinde herhangi bir noktanın mouse ile tıklanması ve OK veya Apply tuşlarına basılması sonucu
oraya bir anahtar nokta atanacaktır. Ancak bu işlemin olabilmesi için Pick seçeneğinin işaretli olması gerekir.
Unpick seçeneğinin işaretli olduğu durumda mouse imleci ile işaretlenen anahtar nokta adayı noktaların
kaldırılması sağlanır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta henüz OK veya Apply tuşuna basılmadğı durumda
imleç ile işaretlenen noktaların sadece anahtar nokta atama adayı oldukları ve dolayısıyla Unpick seçeneği
işaretlenerek seçimlerinin iptal edilebileceğidir. Yoksa bu Unpick işlemi mevcut bir anahtar noktanın
silinmesini sağlamaz. Mouse imleci ile tıklama gerçekleştirildikçe Count kısmı tıklanan nokta sayısını
sayarken, Global X, Y ve Z bölümleri en son tıklanan noktanın global kartezyen sisteminde x, y ve z
koordinatlarını gösterir.
Anahtar noktalar, Input Window kısmında KLIST, KPLOT ve KDELE komutları kullanılarak listelenebilir,
görüntülebilir veya silinebilirler.
KLIST komutunun KLIST, İlkAnahtarNoktaNumarası, SonAnahtarNoktaNumarası, NumaraArtışMiktarı
şeklinde kullanımı vardır. KLIST komutunda İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması
durumunda modeldeki tüm anahtar noktalar ayrı bir pencere açılarak listelenecektir. Örnek bir KLIST,all
komutu kullanımı sonrası liste ekranı aşağıdaki gibi olacaktır.
KLIST komutunda İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına P veya Pick etiketinin yazılması durumunda modelde
listelenmesi istenen anahtar noktalar seçilmesine imkan tanıyan bir pencere açılacak ve seçim işleminin
tamamlanmasından sonra ekrana liste gelecektir.
KLIST komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü karşılığı Utility Menu --> Lİst --> Keypoint --> Coordinates
Only veya Coords + Attributes olarak verilir.
Modelimizin ekranda anahtar noktalar olarak görünmediği ancak anahtar noktalar görünümünün istendiği
durumda KPLOT komutu kullanılır. Bu komutun da KLIST komutuna benzer bir şekilde KPLOT,
İlkAnahtarNoktaNumarası, SonAnahtarNoktaNumarası, NumaraArtışMiktarı kullanımı vardır. KPLOT
komutunda İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm anahtar
noktalar ekrana gelecektir. Ayrıca Utility Menu --> Plot --> Keypoints --> Keypoints yolu izlenerek de
grafiksel kullanıcı arayüzü üzerinden anahtar noktaların görüntülenmesi sağlanabilir.
KDELE komutunun KDELE, İlkAnahtarNoktaNumarası, SonAnahtarNoktaNumarası, NumaraArtışMiktarı
şeklinde kullanımı vardır ve bu komut ile elemanlara bölünmemiş istenmeyen anahtar noktalar silinebilir.
KDELE komutunda İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm
anahtar noktalar silinecektir. KDELE komutunda İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına P veya Pick etiketinin
yazılması durumunda modelde silinmesi istenen anahtar noktaların seçilmesine imkan tanıyan bir pencere
açılacak ve seçim işleminin tamamlanmasından ve OK veya Apply tuşlarına basılmasından sonra anahtar
noktalar silinecektir.
Ayrıca Main Menu --> Preprocessor --> Modeling --> Delete --> Keypoints yolu izlenerek de anahtar
noktalar silinebilir. Bu durumda da silinmesi istenen anahtar noktaların seçilebilmesine imkan tanıyan Delete
Keypoints penceresi ekrana gelecektir.
MODELİN OLUŞTURULMASI
Çoğu zaman katı modeli oluşturun bütün çizgi elemanların tarafımızca tek tek tanımlanmasına gerek yoktur.
Çünkü bir alan veya hacim oluşturulması durumunda gerekli çizgiler ve anahtar noktalar ANSYS tarafından
otomatik olarak üretilir.
Çizgiler genellikle çizgi eleman gereken durumlar veya alan veya hacimlerin çizgiler kullanılarak
oluşturulmasının istendiği durumlarda üretilirler.
Çizgi eleman tanımlama komutlarından biri L'dir. L komutu iki anahtar nokta arasında genellikle düz bir çizgi
elde etmek amacıyla kullanılır. Input Window kısmına L, BaşlangıçAnahtarNoktaNumarası,
BitişAnahtarNoktaNumarası yazılarak iki anahtar nokta arasında düz bir çizgi çizmek mümkündür.
BaşlangıçAnahtarNoktaNumarası kısmında P veya Pick etiketlerinin yazılması neticesinde ekrana anahtar
noktaların seçilebilmesine imkan tanıyan bir pencere açılır ve grafiksel kullanıcı arayüzünü kullanarak anahtar
nokta seçimi yapılabilmesine imkan tanır. Main Menu --> Preprocessor --> Modeling --> Create --> Lines
--> Straight Line yolu izlenerek de aynı çizgi çizilebilir. Bu durumda da yine ekrana anahtar noktaların
seçilebilmesine imkan tanıyan bir pencere açılarak anahtar nokta seçimi yapılabilmesi sağlanır.
LARC komutu anahtar noktaları kullanarak yay çizimesinde kullanılır. Bu komut üç anahtar nokta veya 2
anahtar nokta ve yarıçap kullanır. LARC, BaşlangıçAnahtarNoktaNumarası, BitişAnahtarNoktaNumarası,
YayınYönünüGösterenAnahtarNokta, YayınYarıçapı şeklinde kullanılabilir. Bu komutta kullanılan alanlardan
YayınYönünüGösterenAnahtarNokta bölümünde yayın düzlemini ve eğrilik yönünü belirtecek anahtar nokta
numarası yazılır.
/PREP7
K,1,1,1
K,2,2,2
K,3,3,4
K,4,3,2
şeklinde tanımlanmış anahtar noktalarımız olsun.
Bu
duru
mda
kull
anıla
cak
olan;
LARC,1,2,3
komutu yandaki verildiği gibi bir yay üretecektir.
Halbuki LARC komutu aynı anahtar noktalarla yukarıda verildiği gibi değilde,
LARC,1,2,4
şeklinde kullanılmış olsaydı yayımızın görünümü yandaki şekilde verildiği gibi olacaktı.
Dolayısıyla LARC komutunun işletilmesinde kullanılan üçüncü anahtar nokta açık bir şekilde yayın yönünü
belirlemekte kullanılmaktadır.
LARC,1,2,3,2
şeklinde bir kullanım ise yandaki yayı üretecektir. LARC komutunda 2 olarak verilen son parametre yayın
yarıçapını ifade etmektedir.
LARC komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi Main Menu --> Preprocessor --> Modeling --> Lines
-->Arcs --> Through 3 KPs veya By End KPs & Rad yolu izlenerek sağlanabilir.
Başlangıç olarak yukarıda tanımlanmış anahtar noktaları kullanarak Main Menu --> Preprocessor -->
Modeling --> Lines -->Arcs --> By End KPs & Rad yolunu izlediğimizi varsayalım. Bu durumda ekrana
yayın başlangıç ve bitiş anahtar noktalarını işaretleyebilmemize imkan tanıyacak olan Arc by End KPs &
Rad penceresi çıkacaktır. Başlangıç ve bitiş noktalarını ifade eden anahtar noktalar mouse ile işaretlendikten
sonra OK veya Apply tuşuna basılır. Bu durumda pencere yenilerek bizden yayın yönünü belirleyecek olan
anahtar noktayı girmemizi ister.
Yayın başlangıç, bitiş ve yönünü belirleyen anahtar noktaların seçimi tamamlanıp pencere içindeki OK tuşuna
basıldıktan sonra ekrana yayın yarıçapını girmemizi sağlayacak olan Arc by End KPs & Radius penceresi
gelecektir.
Çizgi eleman tanımlamakta kullanılan bir diğer komutta LANG olarak verilebilir. Bu komut LANG,
ÇizgiNumarası, AnahtarNoktaNumarası, Açı şeklinde kullanılır. ÇizgiNumarası bölümü yeni oluşturulacak
çizgi ile kesişecek çizgiyi belirlerken AnahtarNoktaNumarası yeni oluşturulacak olan çizginin sonlandılacağı
yerin belirlenmesi amacıyla kullanılır. Açı bölümü ise yeni oluşturulacak çizgi ile işaretlenen çizgi arasındaki
açıyı belirlemek amacıyla kullanılır.
/PR
EP7
K,1,
10,0
K,2,
10,0
L,1,
2
K,3,0,5
şeklinde tanımlanmış modelimiz olsun.
Bu durumda kullanılacak olan;
LANG,1,3,30
komutu 1 numaralı çizgi eleman kesen ve 3 numaralı anahtar noktadan biten, aralarında 30 derecelik açı olan
yeni bir çizgi üretmiştir. Bu esnada 1 numaralı başlangıç çizgimiz de kesişim noktaından ikiye bir ve iki
numaralı çizgi elemanlar olarak bölünmüştür.
Modelimiz,
/PREP7
K,1,10,0
K,2,-10,0
L,1,2
K,3,0,5
şeklinde tanımlanmış olsaydı, yani 1 ve numaralı anahtar noktaların numara sırası değiştirilmiş olsaydı;
ve bu durumda kullanılacak olan;
LANG,1,3,30
komutu yanda verildiği şekilde çizgi eleman üretecekti.
Ayrıca Main Menu --> Preprocessor --> Modeling --> Create --> Lines -->Lines --> At angle to Line
yolu izlenerek de grafiksel kullanıcı arayüzü üzerinden benzer bir çizgi eleman üretmek mümkündür.
Bu durumda ekrana Straight line at angle t... penceresi çıkacak ve bizden önce ilgili çizgi elemanı ve daha
sonra anahtar noktayı seçmemizi isteyecektir. Her bir seçim işleminden sonra penceredeki OK veya Apply
tuşlarına basarak seçimin sağlanması gerekir.
Seçim işleminden sonra OK tuşuna basılması sonucu ekrana açı belirlememize imkan tanıyacak olan Straight
line at angle to line penceresi gelecektir. Bu penceredeki [LANG] bölümüne açı değeri girilerek OK tuşuna
basılır.
Çizgi elemanlar da aynı anahtar noktalar gibi, Input Window kısmında LLIST, LPLOT ve LDELE
komutları kullanılarak listelenebilir, görüntülebilir veya silinebilirler.
LLIST komutunun LLSIT, İlkÇizgiNumarası, SonÇizgiNumarası, NumaraArtışMiktarı şeklinde kullanımı
vardır. LLIST komutunda İlkÇizgiNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm
çizgiler ayrı bir pencere açılarak listelenecektir. LLIST komutunda İlkÇizgiNumarası kısmına P veya Pick
etiketinin yazılması durumunda modelde listelenmesi istenen çizgilerin seçilmesine imkan tanıyan bir pencere
açılacak ve seçim işleminin tamamlanmasından sonra ekrana liste gelecektir.
Modelimizin ekranda çizgiler olarak görünmediği ancak çizgi elemanların görünmesinin istendiği durumda
LPLOT komutu kullanılır. Bu komutun da benzer bir şekilde KPLOT, İlkÇizgiNumarası, SonÇizgiNumarası,
NumaraArtışMiktarı kullanımı vardır. LPLOT komutunda İlkÇizgiNumarası kısmına ALL etiketinin
yazılması durumunda modeldeki tüm çizgi elemanlar ekrana gelecektir.
LDELE komutunun KDELE, İlkÇizgiNumarası,
SonÇizgiNumarası, NumaraArtışMiktarı şeklinde kullanımı vardır
ve bu komut ile elemanlara bölünmemiş istenmeyen çizgi elemenlar
silinebilir.
LDELE komutunda İlkÇizgiNumarası kısmına ALL etiketinin
yazılması durumunda modeldeki tüm çizgi elemanlar silinecektir.
LDELE komutunda İlkÇizgiNumarası kısmına P veya Pick
etiketinin yazılması durumunda modelde silinmesi istenen çizgi
elemanların n seçilmesine imkan tanıyan bir pencere açılacak ve
seçim işleminin tamamlanmasından sonra çizgi elemanlar silinecektir.
MODELİN OLUŞTURULMASI
Alanlar; düz levhalar, eksenel simetrik katılar gibi 2D nesnelerin gösteriminde, veya hacimlerin alanlar
kullanılarak oluşturulacağı durumlarda kullanılırlar.
Bir alan üretmek için A komutu kullanılabilir. A komutu ile köşe noktalarına göre alan üretilir. Köşe noktaları
ise anahtar noktalar tarafından tanıtılır. A komutu kullanarak alan üretmek için en az 3 anahtar nokta
belirtmemiz gerekir. Input Windows kullanılarak A komutu girişlerinde kullanılabilecek anahtar nokta sayısı
en fazla 18'dir. Bu komutun A, İlkAnahtarNoktaNumarası, İkinciAnahtarNoktaNumarası, ...,
OnsekizinceAnahtarNoktaNumarası şeklinde kullanımı vardır. İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına P veya
Pick etiketlerinin yazılması durumunda ekrana anahtar noktaların seçilebilmesine imkan tanıyan bir pencere
açılır ve anahtar nokta seçimi yapılır.
/PREP7
K,1,3,7
K,2,-2,-3
K,3,8,-3
K,4,-4,2.5
K,5,10,2.5
şeklinde tanımlanmış anahtar noktalarımız olsun.
Bu durumda kullanılacak olan;
A,1,4,2,3,5
komutu yandaki verildiği gibi beşgen bir alan üretecektir.
Halbuki A komutu aynı anahtar noktalarla yukarıda verildiği gibi
değilde,
A,1,2,5,4,3
şeklinde kullanılmış olsaydı alanımızın görünümü yandaki şekilde verildiği gibi yıldız şeklinde olacaktı.
Kullanılan anahtar noktaların sırasının, oluşturulacak olan alan şeklinin belirlenmesi üzerinde önemli etkisi
olduğu açıktır.
A komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Main Menu --> Preprocessor --> Modeling -->
Create --> Areas --> Arbitrary --> Through KPs yolu izlenebilir.
Bu durumda ekrana, anahtar noktaların seçilebilmesine imkan tanıyan Create Area thru KPs penceresi
gelecektir.
Alanı belirleyecek olan anahtar noktalar işaretlendikten sonra OK veya Apply tuşuna basılır.
Alan oluşturmak için kullanılan komutlardan bir diğeri AL olarak verilebilir. AL komutu, önceden
tanımlanmış çizgileri kullanarak alan üretir ve özellikle iki anahtar nokta arasındaki çizgi elemanın doğrusal
olmadığı durumlarda alan üretmek için kullanılır. Bu komutun kullanımı AL, BirinciÇizgiNumarası,
İkinciÇizgiNumarası, ..., OnuncuÇizgiNumarası şeklindedir. Çizgilerin sırası kapalı bir alan verecek şekilde
girilmelidir. Bu komut kullanılırken de en az 3 çizginin kullanılması gerekir.
/PREP7
K,1,-4,2
K,2,4,2
K,3,-4,-2
K,4,4,-2
K,5,0,1
K,6,-3,0
K,7,0,-1
K,8,5,0
LARC,1,2,5
LARC,1,3,6
LARC,3,4,7
LARC,4,2,8
şeklinde tanımlanmış çizgi elemanlardan oluşan modelimiz olsun.
Bu durumda kullanılacak olan;
AL,1,2,3,4
komutu yanda verilen şekle sahip alanı üretecektir.
Ayrıca Main Menu --> Preprocessor --> Modeling --> Create --> Areas --> Arbitrary --> By Lines yolu
izlenerek de grafiksel kullanıcı arayüzü üzerinden benzer bir alan elde etmek mümkündür.
Bu durumda ekrana Create Area by Lines penceresi çıkacak ve bizden önce alanı snırlayan çizgi elemanları
seçmemizi isteyecektir. İşaretleme işlemi tamamlandıktan sonra OK veya Apply tuşlarına basarak alanın
oluşturulması sağlanır.
Alan elemanlar da Input Window kısmında ALIST, APLOT ve ADELE komutları kullanılarak
listelenebilir, görüntülebilir veya silinebilirler.
ALIST komutunun ALIST, İlkAlanNumarası, SonAlanNumarası, NumaraArtışMiktarı şeklinde kullanımı
vardır. ALIST komutunda İlkAlanNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm
alanlar ayrı bir pencere açılarak listelenecektir. ALIST komutunda İlkAlanNumarası kısmına P veya Pick
etiketinin yazılması durumunda modelde listelenmesi istenen alanların seçilmesine imkan tanıyan bir pencere
açılacak ve seçim işleminin tamamlanmasından sonra ekrana liste gelecektir.
Modelimizin ekranda alanlar olarak görünmediği ancak alan elemanların görünmesinin istendiği durumda
APLOT komutu kullanılır. Bu komutun da benzer bir şekilde APLOT, İlkAlanNumarası, SonAlanNumarası,
NumaraArtışMiktarı şeklinde kullanımı vardır. APLOT komutunda İlkAlanNumarası kısmına ALL etiketinin
yazılması durumunda modeldeki tüm alan elemanlar ekrana gelecektir.
ADELE komutunun ADELE, İlkAlanNumarası, SonAlanNumarası, NumaraArtışMiktarı şeklinde kullanımı
vardır ve bu komut ile elemanlara bölünmemiş istenmeyen alan elemanlar silinebilir. ADELE komutunda
İlkAlanNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm alan elemanlar silinecektir.
ADELE komutunda İlkAlanNumarası kısmına P veya Pick etiketinin yazılması durumunda modelde
silinmesi istenen alan elemanların seçilmesine imkan tanıyan bir pencere açılacak ve seçim işleminin
tamamlanmasından sonra alan elemanlar silinecektir.
Hacimler, 3D nesneleri veya ortamı temsil etmek üzere ve sadece hacim elemanların kullanılacağı durumlarda
kullanılırlar.
Bir hacim eleman üretmek için V komutu kullanılabilir. Bu komut anahtar noktalar kullanılarak hacim
oluşturmaya yarar. Bu komut V, İlkAnahtarNoktaNumarası, İkinciAnahtarNoktaNumarası, ...,
SekizinciAnahtarNoktaNumarası şeklinde kullanılır. İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına P veya Pick
etiketlerinin yazılması durumunda ekrana anahtar noktaların seçilebilmesine imkan tanıyan bir pencere açılır
ve anahtar nokta seçimi yapılır.
/PREP7
K,1,0,0,
0
K,2,10,
0,0
K,3,10,
20,0
K,4,0,0,
5
K,5,10,0,5
K,6,10,20,5
şeklinde tanımlanmış anahtar noktalardan oluşan modelimiz olsun.
Bu anahtar noktaları kullanarak yandaki şekilde verildiği gibi oluşturulabilecek bir hacim eleman;
V,1,2,3,4,5,6
şeklinde V komutunun kullanılması ile elde edilebilir.
V komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Main Menu --> Preprocessor --> Modeling -->
Create --> Volumes --> Arbitrary --> Through KPs yolu izlenebilir.
Bu durumda ekrana Create Volume Thru KPs penceresi çıkacak ve bizden önce hacmin köşe noktalarını
belirleyen anahtar noktaları isteyecektir. İşaretleme işlemi tamamlandıktan sonra OK veya Apply tuşlarına
basarak hacmin oluşturulması sağlanır.
Benzer şekile bir hacim eleman VA komutu da kullanılabilir. Bu komut önceden tanımlanmış alan elemanlar
kullanarak hacim oluşturur. Bu komut V, İlkAlanNumarası, İkinciAlanNumarası, ..., OnuncuAlanNumarası
şeklinde kullanılır. İlkAnahtarNoktaNumarası kısmına P veya Pick etiketlerinin yazılması durumunda ekrana
alanların seçilebilmesine imkan tanıyan bir pencere açılır ve alan elemanların seçimi yapılır. Bu komut
özellikle bir hacmin tanımlanmasında 8'den fazla anahtar nokta kullanılmasının gerektiği durumlarda hacim
eleman oluşturulmasında rahatlıkla kullanılır.
ANSYS'de hacim eleman oluşturmanın bir diğer yolu ise yukarıdan aşağıya modelleme yöntemi olarak
tanımlanabilecek önceden tanımlanmış basit elemanların kullanımı ve bunların mantıksal işlemciler ile
işlenerek kompleks şekilli geomtrilerin elde edilmesi yönetmidir.
Yukarıdan aşağıya modelleme yönteminde şekiller tek bir komutla oluşturulurlar ve bu elemanlar daha
yüksek dereceli elemanlar oldukları için üretilen şekil ile ilgili daha düşük dereceli elemanlar otomatik olarak
üretilirler.
ANSYS içinde kullanılabilecek önceden tanımlanmış basit şekilli elemanlar alan ve hacim elemanların
oluşturulmasında kullanılırlar.
Bir dikdörtgen alan üretmek için kullanılabilecek komurlardan biri RECTNG'dir. Bu komutun RECTNG, X1,
X2, Y1, Y2 şeklinde kullanımı vardır. X1 ve Y1 dikdörtgenin çalışma düzleminde herhangi bir köşesinin x ve y
koordinatlarıdır. X2 ve Y2 ise X1 ve Y1 kullanılarak tanımlanmış olan dikdörtgen köşesinin köşegenindeki
köşenin x ve y kordinatlarıdır.
/PREP7
RECTNG,0,10,0,3
şeklindeki bir komut kullanımı yanda verilen şekli üretecektir.
RECT
NG komutu gibi kullanılabilecek diğer iki komut ise BLC4 ve BLC5'dir. BLC4, KöşeXKoordinatı,
KöşeYKoordinatı, Genişlik, Yükseklik, Derinlik şeklinde kullanılan BLC4 komutu bir dikdörtgen veya blok
oluşturmakta kullanılır. BLC5, MerkezinXKoordinatı, MerkezinYKoordinatı, Genişlik, Yükseklik, Derinlik
şeklinde kullanılan BLC5 komutu da bir dikdörtgen veya blok oluşturmakta kullanılır. Derinlik kısımına 0
değerinin girilmesi durumunda elde edilecek şekil bir dikdörtgen iken aksi durumda bir blok hacmi elde
edilecektir. BLC4 komutu şekli oluşturmak için bir köşe koordinatları kullanırken, BLC5 komutu dikdörtgen
merkezinin veya blok yüzü dikdörtgeninin merkez koordinatlarını kullanır.
Bir hacim eleman kullanılabilecek komutlardan bir diğeri ise BLOCK'dur. BLOCK, X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2
şeklinde kullanımı olan bu komutta bir bloku tanımlayan köşelerin x, y ve z koordinatları kullanılır.
/PREP7
BLOCK,0,10,0,5,0,3
şeklindeki bir komut kullanımı yanda verilen blok hacmi üretecektir.
Prizmatik bir hacim elde etmenin en kolay yollarından biri RPR4 komutunu kullanmaktır. Bu komut ile taban
ve taban yüzey çokgen olan hacimler elde edilir. RPR4, KenarSayısı, MerkezinXKoordinatı,
MerkezinYKoordinatı, Yarıçap, TetaAçısı, Derinlik şeklinde kullanımı vardır. Yarıçap prizma yüzey alanının
en büyük yarıçapını belirlemede kullanılır. TetaAçısı ise prizma merkez ile çalışma düzlemi X ekseni
arasındaki açıdır ve hacmin döndürülmesini sağlar. Derinlik hacmin Z yönünde derinliğini verir ve 0 olarak
kullanılması durumunda bir alan elde edilir.
/PREP7
RPR4,3,0,0,1,180,10
RPR4,3,0,0,2,0,-10
komutlarının kullanımı iki adet üçgen tabanlı prizmatik hacim üretecektir.
/PREP7
RPR4,4,0,0,1,0,10
RPR4,4,0,0,1,45,-10
komutlarının kullanımı iki adet dörtyüzlü prizmatik hacim üretmiştir.
Silindirik bir hacim elde etmek için kullanılabilecek olan komut ise CYL4 olarak verilebilir. CYL4,
MerkezinXKoordinatı, MerkezinYKoordinatı, Yarıçap1, TetaAçısı1, Yarıçap2, TetaAçısı2, Derinlik şeklinde
kullanımı vardır.
/PREP7
CYL4,0,0,1, , , ,-10
CYL4,-3,0,1, ,0.7, ,-10
CYL4,-6,0,1,45,0.7, ,-10
CYL4,-9,0,1,45,0.7,135,-10
komutlarının kullanımı yanda gösterildiği gibi dört adet silindirik hacmin oluşturulmasını sağlamıştır. İlk
komut dolu silindirik bir hacim üretmişken, ikincisi içi boş silindirik bir hacim, üçüncüsü 45 derecede biten
içi boş kısmi silindirik hacim, dördüncüsü ise 45 dereceden başlayıp 135 derecede tamamlanan içi boş kısmi
silindirik hacim oluşturulmasını sağlamıştır.
Hacimler de Input Window kısmında VLIST, VPLOT ve VDELE komutları kullanılarak listelenebilir,
görüntülebilir veya silinebilirler.
VLIST komutunun VLIST, İlkHacimNumarası, SonHacimNumarası, NumaraArtışMiktarı şeklinde kullanımı
vardır. VLIST komutunda İlkHacimNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm
hacimler ayrı bir pencere açılarak listelenecektir. VLIST komutunda İlkHacimNumarası kısmına P veya Pick
etiketinin yazılması durumunda modelde listelenmesi istenen hacimlerin seçilmesine imkan tanıyan bir
pencere açılacak ve seçim işleminin tamamlanmasından sonra ekrana liste gelecektir.
Modelimizin ekranda hacimler olarak görünmediği ancak bunların görünmesinin istendiği durumda VPLOT
komutu kullanılır. Bu komutun da benzer şekilde VPLOT, İlkHacimNumarası, SonHacimNumarası,
Numara
ArtışMi
ktarı
şeklind
e
kullanı
mı
vardır.
VPLO
T
komutunda İlkHacimNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm hacimler ekrana
gelecektir.
VDELE komutunun VDELE, İlkHacimNumarası, SonHacimNumarası, NumaraArtışMiktarı şeklinde
kullanımı vardır ve bu komut ile elemanlara bölünmemiş istenmeyen hacimler silinebilir. VDELE komutunda
İlkHacimNumarası kısmına ALL etiketinin yazılması durumunda modeldeki tüm hacimler silinecektir.
VDELE komutunda İlkHacimNumarası kısmına P veya Pick etiketinin yazılması durumunda modelde
silinmesi istenen hacimlerin seçilmesine imkan tanıyan bir pencere açılacak ve seçim işleminin
tamamlanmasından sonra hacimler silinecektir.
MANTIKSAL İŞLEMCİLER
Yukarıdan aşağıya modelleme yönteminde mantıksal işlemciler kompleks şekilli yapıların eldesinde sıkça
kullanılırlar. Mantıksal işlemci yöntemleri; kesişim (intersection), ekleme (add), çıkarma (subtraction),
yapıştırma (glue), üst üste bindirme (overlap) ve bölme (divide) olarak verilebilir. Mantıksal işlemciler,
aşağıdan yukarıya veya yukarıdan aşağıya yöntemlerinden herhangi biri ile üretilmş herhangi bir bir katı
modele uygulanabilirler.
Herhangi bir katı model bileşenleri üzerine mantıksal işlem uygulanması durumunda orjinal bileşenlerin
başlangıç halleri ile kalıp kalmayacaklarını mantıksal işlem öncesi belirleyebiliriz. Bu ise, BOPTN komutu
tarafından gerçekleştirilir. BOPTN, Anahtar, Değer şeklinde kullanılır. Anahtar kısmına Keep değerinin
girilmesi gerekir. Değer kısmının Yes olarak belirlenmesi durumunda mantıksal işlem sonrasında orjinal katı
model bileşenleri mantıksal işlem neticesinde ortaya çıkan yeni bileşen(ler)le beraber korunurken No
seçeneğinin seçilmesi durumunda ise, üzerinde mantıksal işlem uygulanan bileşenler silinerek işlem sonrası
ortaya çıkan yapı korunur.
Elimizde;
/PREP7
RECTNG,-8,0,-4,0
CYL4,0,0,3
komutları ile elde edilmiş iki farklı alan olduğunu varsayalım.
BOPTN,Keep,Yes
komutu uygulandıktan sonra bu iki alanın mantıksal kesişim
işlemine tabi tutulması durumunda sağdaki görünüm elde edilir.
Kesişim işlemi sonrasında sağdaki şekilde üç farklı alan olduğuna
dikkat edin.
Halbuki başlangıç şeklimiz aynı kalarak;
BOPTN,Keep,No
komutu uygulandıktan sonra bu iki alana mantıksal kesişim işlemi uygulamış olsaydık yandaki şekilde verilen
alan elde edilmiş olacaktı. Diğer iki alan korunmamış ve silinmiştir.
BOPTN komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Main Menu --> Preprocessor --> Modeling -->
Operate --> Booleans --> Settings yolu izlenir.
Bu durumda ekrana Boolean Operation Settings penceresi gelecektir.
Ekrana gelen Boolean Operation Settings penceresindeki KEEP seçeneğinin karşısındaki No işaretleme
kutucuğu tıklandığında otomatik olarak Yes'e dönecektir. KEEP seçeneğinin karşısındaki işaretleme
kutucuğunun değeri istenildiği şekilde belirlendikten sonra OK tuşuna basılmalıdır.
Kesişim (intersection) işlemi ile orjinal bileşenlerin üst üste binen bölge veya noktaları bulunur. Bu işlem
neticesinde ortaya çıkan bileşen orjinal bileşenlerden daha düşük dereceli olabileceği gibi aynı dereceli de
olabilir. Kesişim işlemi çizgiler, alanlar ve hacimler üzerinde gerçekleştirilebilir.
Çizgilerin kesişimlerini bulmak için kullanılabilecek olan komut LINL'dir. Bu komutun LINL, BirinciÇizgi,
İkinciÇizgi, ,,,,,, DokuzuncuÇizgi şeklinde kullanımı vardır.
Yanda görülen iki çizgi üzerinde uygulanacak olan mantıksal kesişim işlemi iki anahtar nokta üretecektir.
Halbuki farklı türden geometriye sahip çizgiler üzerinde aynı komut uygulandığında elde edilecek kesişim bir
çizgi de olabilirdi. Benzer şekilde bir alan ile bir çizginin de kesişimi bir çizgi üretebilir.
LINL komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi Main Menu --> Preprocessor --> Modeling -->
Operate --> Booleans --> Intersect --> Common --> Lines yolu ile sağlanabilir.
Bu durumda ekrana, çizgilerin seçilebilmesine imkan tanıyan Intersect Lines (Common) penceresi
gelecektir.
Kesişim işleminin gerçekleştirileceği çizgiler seçildikten sonra OK veya Apply tuşuna basılır.
Kesişim işlemi; çizgiler arasında (LINL), alanlar arasında (AINA), hacimler arasında (VINV), çizgi ve alan
arasında (LINA), alan ve hacim arasında (AINV) veya çizgi ve hacim arasında (LINV) gerçekleştirilebilir.
LINA komutu LINA, ÇizgiNumarası, AlanNumarası şeklinde kullanılıyorken; AINV komutu AINV,
AlanNumarası, HacimNumarası şeklinde kullanılır. Benzer şekilde LINV komutu da LINV, ÇizgiNumarası,
HacimNumarası şeklinde kullanılır.
Ekleme (add) işlemi ile başlangıç bileşenleri birbirlerine eklenerek tek bir yapı oluştururlar. Ekleme işlemi;
çizgiler arasında (LCOMB), alanlar arasında (AADD) veya hacimler arasında (VADD) gerçekleştirilebilir.
Elde edilen sonuç şekil sınırlar içermeyen yekpare bir bileşen olacaktır. Mantıksal ekleme işlemi yalnızca aynı
dereceye sahip bileşenler arasında geçerlidir.
/PREP7
RPR4,6,0,0,10,
CYL4,7,0,10
BLC5,15,0,10,8
komutları ile belirlenmiş üç alanımız olsun.
BOPTN,Keep,No
AADD,1,2,3
komutlarının kullanımı ile oluşan yeni alanımız kompleks şekilli ve
içsel sınırları olmayan yandaki şekilde de verilen yekpare bir alan
olacaktır.
AADD komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Main Menu --> Preprocessor --> Modeling -->
Operate --> Booleans --> Add --> Areas yolu izlenebilir.
Bu durumda ekrana, alanların seçilebilmesine imkan tanıyan Add Areas penceresi gelecektir.
Eklenecek olan alanlar belirlendikten sonra OK veya Apply tuşuna basılır.
MANTIKSAL İŞLEMCİLER
Eğer B2 gibi bir bileşeni B1 gibi başka bir bileşenden çıkarırsak (subtraction), iki farklı sonuçtan birini elde
ederiz:
1.
2.
B1-B2=>B3 şeklinde B1 ile aynı dereceye sahip başka bir bileşen elde edilebilir veya
Kesişim bölgesi derecesinin bileşen derecelerinden küçük olması durumunda, B1 bileşeni iki veya daha
fazla parçaya bölünmüş olur.
Mantıksal çıkarma işlemi; çiizgiden çizgiyi (LSBL), alandan alanı (ASBA), hacimden hacmi (VSBV), çizgiden
alanı (LSBA), çizgiden hacmi (LSBV), alandan hacmi (ASBV) ve hacimden alanı (VSBA) çıkarma şeklinde
olabilir.
/PREP7
K,1,0,0,
K,2,5,5,
K,3,0,4,
K,4,4,1,
K,4,4,1,
LSTR,1
,2
LSTR,3
,4
komutla
rı ile
elde
edilmiş
yandaki
gibi iki çizgi elemanımız olsun.
BOPTN,Keep,No
LSBL,1,2
şeklinde bir komut dizisi kullanımı neticesinde birinci çizginin ikiye
bölündüğü ve iki çizgi oluşturulduğu görülür.
Halbuki elimizde;
/PREP7
K,1,0,0
K,2,3,3
K,3,2,2
K,4,6,6
LSTR,1,2
LSTR,3,4
komutları ile oluşturulmuş yandaki gibi iki çizgi olduğunu varsayalım. Birinci çizgi ve ikinci çizgi 3 ve 2
numaralı anahtar noktalar arasındaki bölgede üst üste oturmuş haldedirler.
Biz bu haldeki sistemimize benzer şekilde;
BOPTN,
Keep,No
LSBL,1,2
bir komut
dizisi
uyguladığ
ımızda
ortaya
yandaki
gibi bir şekil çıkacaktır. Buna göre birinci çizgiden ikinci çizgi çıkarılmış, geriye kalan kısım yeni çizgi
olmuştur.
Mantıksal üst üste bindirme (overlap) işlemi ile iki veya daha fazla bileşen üç veya daha fazla bileşen oluşturur.
Oluşan bu bileşenler orjinal yapıyı içerir. Sonuç yapı mantıksal ekleme (add) işlemindekine benzerdir. Mantıksal
ekleme işlemi ile üst üste bindirme işlemi arasındaki fark; üst üste binen bölgede ortaya çıkan sınır bölgesidir.
Dolayısyla, üst üste bindime işlemi, ekleme işlemine göre görece olarak daha az kompleks bileşenler üretir ve bu
bölgelerin elemanlara bölünmesi işlemi de daha iyi olur.
Üst üste bindirme işlemi üst üste binen bölgenin derecesi ile orjinal bileşenlerin derecesinin aynı olması
durumunda geçerlidir. Dolayısıyla üst üste bindirme işlemi, çizgiler arasında (LOVLAP), alanlar arasında
(AOVLAP) veya hacimler arasında (VOVLAP) olabilir.
LOVLAP komutu LOVLAP, BirinciÇizgi, İkinciÇizgi, ,,, DokuzuncuÇizgi şeklinde kullanılıyorken;
AOVLAP komutu benzer şekilde AOVLAP, BirinciAlan, İkinciAlan, ,,, DokuzuncuAlan şeklinde kullanılır ve
VOVLAP komutu da VOVLAP, BirinciHacim, İkinciHacim, ,,, DokuzuncuHacim şeklinde kullanılır.
/PREP7
BLC5,0,0,10,6
BLC5,5,3,8,7
komutları ile belirlenmiş iki alanımız olsun.
BOPTN,Keep,No
AOVLAP,1,2
komutlarının uygulanması durumunda ortaya çıkan şekil yandaki gibi olacaktır. Buna göre başlangıç alanlar
ile aynı toplam büyüklüğe sahip üç alan oluşur.
AOVLAP komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Main Menu --> Preprocessor --> Modeling -> Operate --> Booleans --> Overlap --> Settings yolu izlenir.
Bu durumda ekrana Overlap Areas penceresi gelecektir.
Üst üste bindirme işleminin gerçekleştirileceği alanların seçimi gerçekleştirildikten sonra OK veya Apply
tuşlarına basılır.
Mantıksal yapıştırma (glue) işlemi, üst üste bindirme işlemine benzer bir sonuç üretir. Ancak aradaki fark;
bileşenlerin yalnızca sınır bölgelerinde kesişmeleri ve dolayısıyla orjinal bileşen derecelerinden bir düşük
derecede birleşmenin olması durumunda kullanılmasıdır. Dolayısıyla yapıştırma işlemi, çizgiler arasında
(LGLUE), alanlar arasında (AGLUE) veya hacimler arasında (VGLUE) olabilir.
LGLUE komutu LGLUE, BirinciÇizgi, İkinciÇizgi, ,,, DokuzuncuÇizgi şeklinde kullanılıyorken; AGLUE
komutu benzer şekilde AGLUE, BirinciAlan, İkinciAlan, ,,, DokuzuncuAlan şeklinde kullanılır ve VGLUE
komutu da VGLUE, BirinciHacim, İkinciHacim, ,,, DokuzuncuHacim şeklinde kullanılır.
/PREP7
K,1,1,1
K,2,5,5
K,3,5,5
K,4,9,3,
LSTR,1,2
LSTR,3,4
komutları ile belirlenmiş iki çizgimiz olsun. Bu iki farklı çizginin kesişim noktasında aynı koordinatlara sahip
iki farklı anahtar nokta vardır.
Bu çizgiler üzerine;
BOPTN,Keep,No
LGLUE,1,2
mantıksal yapıştırma komutunun uygulanması durumunda fazla
olan bu anahtar noktalardan biri silinecek, yeni bir çizgi üretilecek ve çizgilerin sürekliliği sağlanacaktır.
LGLUE komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi Main Menu --> Preprocessor --> Modeling -->
Operate --> Booleans --> Glue --> Lines yolu ile sağlanabilir.
Bu durumda ekrana, çizgilerin seçilebilmesine imkan tanıyan Glue Lines penceresi gelecektir.
Yapıştırma işleminin gerçekleştirileceği çizgiler seçildikten sonra OK veya Apply tuşuna basılır.
İŞARETLEME ve SEÇİM
Özellikle büyük ve kompleks şekilli modellerle çalışmak, ANSYS grafiksel kullanıcı arayüzü kullanımı
gereksinimini daha da arttırmaktadır. ANSYS'in seçim fonksiyonu çok faydalı bir komuttur. ANSYS bir
analiz süresince tanımlanmış olan bütün verileri bir veritabanı içinde saklar. Bu veritabanının dizaynı (yapısı)
bizlere verinin geri kalanına zarar vermeyecek şekilde bir kısmını seçebilmemize imkan tanır.
Seçim ve işaretleme işlemi, imlecin ekrandaki pozisyonunda bulunan veya ona en yakın olan bileşenlerin
mouse yardımı ile işaretlenmesi ile gerçekleştirilir. Mouse kullanarak herhangi bir düğüm noktası, anahtar
nokta, çizgi, alan, hacim veya diğer bir bileşenin işaretlenmesi ve seçilmesi mümkündür.
Seçim mantığının tipik bir uygulaması yük uygulama kademesinde kullanılması olarak verilebilir. Öreğin bir
yüzeyin düğüm noktalarını seçerek seçili olan bu tüm düğüm noktalarına uygun şekilde basınç uygulamak
mümkündür.
Seçim mantığının diğer bir faydalı özelliği ise herhangi bir bileşen altseti seçerek bunlara isim vermemize
imkan vermesidir. Örneğin bir ısı eşanjöründeki tüm soğutucu kanatları oluşturan elemanlar seçilerek bunlara
FIN altkümesi adı verilebilir. Bu şekilde isimlendirilmiş olan altkümelere parça denir. Ayrıca bir kaç parça
gruplandırılarak montaj oluşturulabilir.
Graphics Window'da bulunan herhangi bir bileşenin mouse yardımı ile seçilebilmesi için takip etmemiz
gereken grafiksel kullanıcı arayüzü yolu Utility Menu --> Select --> Entities ... olabilir.
Bu durumda ekrana, seçilecek bileşen tipinden kullanılacak olan seçim yönteminin belirlenmesine kadar pek
çok seçenek sunacak olan Select Entities penceresi gelir.
Select Entities penceresinin ilk seçim menüsü ne tür bir bileşenin seçileceğinin belirlenmesine yarar. Düğüm
noktası, eleman, hacim, alan, çizgi veya anahtar nokta seçmek mümkündür.
Select Entities penceresinin ikinci seçim menüsü seçim işlemi kriterinin belirlenmesine yarar. Seçim işlemi;
sayı veya işaretleme ile, ilintili olduğu bileşene göre, yerleşimine göre, bileşenin niteliğine göre, önceki seçim
kümesinin dışında oluşuna göre ve sonuçlara göre olarak belirlenebilir.
İlk seçim kutusunda belirlenen seçilecek bileşen tipine göre bu ikinci seçim menüsü değişecektir. Örneğin ilk
seçim kutusunda seçilecek olan bileşen tipinin eleman olarak belirlenmesi durumunda seçim işleminde
kullanılabilecek olan kriterler aşağıdaki şekilde verildiği gibi olacaktır.
Select Entities penceresinin üçüncü bölümü seçim fonksiyonu ayarı belirlenir. Buna göre From Full,
Reselect, Also Select veya Unselect seçeneklerinden herhangi birine ait düğme işaretlenerek seçim
fonksiyonu belirlenir.
Bu bölümdeki From Full seçeneği toplam kümeden bazı bileşenlerin seçilmesine imkan tanır. Örneğin
seçilecek olan bileşenin düğüm noktası olduğunu varsayarak From Full seçeneği ile tüm düğüm noktaları
kümesinden seçim gerçekleştirilerek bir alt küme oluşturulur. Buna ait şematik gösterim aşağıdaki şekilde
verildiği gibidir.
Reselect seçeneği daha önceden seçimi gerçekleştirilmiş olan bir alt kümeden tekrar seçim yapılarak bir
altküme oluşturulmasıdır. Buna ait şematik gösterim ise şu şekildedir:
Also Select seçeneği daha önce seçimi gerçekleştirilmiş olan alt kümeden farklı olarak bir başka alt küme
daha seçilebilmesini sağlar. Buna ait şematik gösterim aşağıdaki şekilde verildiği gibidir:
Unselect seçeneği daha önce seçimi gerçekleştirilmiş olan alt kümenin bazı bileşenlerinin seçimden
çıkarılmasına yarar. Buna ait şematik gösterim şu şekilde verildiği gibidir:
İkinci seçim kutusunda belirlenen seçim kriterine göre de üçüncü seçim menüsü değişir. Örneğin ilk seçim
kutusunda seçilecek olan bileşen tipi düğüm noktaları, ikinci seçim kutusundaki seçim kriterinin de bağlantılı
olarak seçilmesi durumunda seçim fonksiyonu ayarı aşağıdaki şekilde verildiği gibi olacaktır:
Select Entities penceresinin dördüncü bölümü seçim fonksiyonu eyleminin tespit edilmesine yarar. Buna göre
Sele All, Select None, Invert veya Select Belo seçeneklerinden herhangi birine ait tuş tıklanarak seçim
fonksiyonu eylemi belirlenir.
Bu bölümdeki Sele All seçeneği tüm bileşenlerin seçilmesini sağlar. Buna ait şematik gösterim aşağıdaki
şekilde verildiği gibidir.
Tüm bileşenlerin seçilebilmesi için izlenebilecek diğer bir yol ise; Utility Menu --> Select --> Everything
olarak verilebilir.
Select None seçeneği daha önceden seçilmiş kümeler dahil olmak üzere tüm bileşenlerin seçim işleminden
çıkartılmasına neden olur. Sele All seçeneğinin tam tersidir. Select None seçeneğine ait şematik gösterim
aşağıdaki şekilde verildiği gibidir:
Invert seçeneği seçilmiş küme ile seçim dışı kalan küme arasında değişiklik yapar ve önceden seçim dışı
kalan küme seçime dahil edilirken diğeri seçim dışı kalır. Buna ait şematik gösterim aşağıdaki şekilde
verildiği gibidir:
Select Belo seçeneği uygun bileşen tipi için aktif hale gelir. Bu seçenek sonrası gerçekleştirilecek olan seçim
işlemi ile seçilen bileşen ve bununla direk ilgili olan tüm bileşenlerin seçim işlemi gerçekleştirilir. Bu
seçeneğin kullanılabilmesi için izlenebilecek diğer bir yol ise; Utility Menu --> Select --> Everything olarak
verilebilir.
Select Entities penceresinin beşinci bölümü eylem tuşları bölümüdür. Buna göre OK, Apply, Plot veya Replot
seçeneklerinden herhangi birine ait tuş tıklanarak gerçekleştirilecek olan eylem belirtilmiş olur.
Select Entities penceresinde Plot tuşuna basmak seçili bileşenler için çizim gerçekleştirilmesine neden olur.
Örneğin seçilecek bileşen kısmında düğüm noktaları (nodes) belirlenmiş ise Plot tuşuna basarak NPLOT
komutu çalıştırılmış olacaktır.
Select Entities penceresinde Replot tuşuna basmak /REPLOT komutunun çalıştırılmasına neden olur. Yani
mesela en son çalıştırılan çizim komutu EPLOT ise tekrar EPLOT komutu çalıştırılmış olacaktır.
Select Entities penceresinde OK tuşuna basmak -seçilecek olan bileşene bağlı olarak- seçim işleminin
gerçekleştirilmesini sağlayacak olan Select nodes penceresini ekrana getirecektir. Seçim işlemi
tamamlandıktan sonra OK tuşuna basılır.
Seçim işlemlerini Windows Input kısmında komutlar kullanarak gerçekleştirmekte mümkündür. Bunun için
kullanılabilecek olan komutlar NSEL, ESEL, LSEL, ASEL, VSEL, KSEL olarak verilebilir.






NSEL komutu düğüm noktalarının seçiminde,
ESEL komutu elemanların seçiminde,
LSEL komutu çizgilerin seçiminde,
ASEL komutu alanların seçiminde,
VSEL komutu hacimlerin seçiminde,
KSEL komutu anahtar noktaların seçiminde
kullanılırlar.
NSEL komutu, NSEL,Tip, Bileşen, ParçaAdı, BileşenMinDeğeri, BileşenMaksDeğeri, BileşenArtışOranı,
şeklinde kullanılır. Tip kısmına S, R, A, U, ALL, NONE, INVE seçeneklerinden herhangi biri yazılır. Bu
harfler yukarıda Select Entities penceresinin anlatımı esnasında anlatılan seçim kriterleri ve seçim eylemlerine
karşılık gelir. Bileşen kısmına tanımlayıcı bileşen adı yazılır. Bileşen kısmına P yazılması durumunda mouse
yardımı ile seçim işleminin gerçekleştirilmesini sağlayacak olan Select nodes penceresi ekrana gelir ve
komutun bundan sonraki alanları dikkate alınmaz. ParçaAdı kısmına tanımlayıcı bileşen parçasının adı
yazılır. Bileşen ve ParçaAdı kısımlarına yazılabilecek uygun tanımlayıcıların listesine ANSYS Command
Help'indeki komutun açıklama kısmından ulaşmak mümkündür.
Diğer seçim komutları olan ESEL, LSEL, ASEL, VSEL, KSEL komutlarının kullanımı da aynen NSEL
komutunda olduğu gibidir. Yani kısaca bu komutların kullanımını xSEL,Tip, Bileşen, ParçaAdı,
BileşenMinDeğeri, BileşenMaksDeğeri, BileşenArtışOranı, şeklinde vermek mümkündür. Dikkat edilmesi
gereken konu Bileşen ve ParçaAdı kısımlarında uygun tanımlayıcıların kullanılmasıdır.
KOORDİNAT SİSTEMLERİ
ANSYS değişik amaçlar için çeşitli koordinat sistemleri kullanır:
 Bunlardan global ve lokal koordinat sistemleri; düğüm noktası, anahtar nokta gibi geometrik
bileşenlerin yerini saptamak için kullanılır.
 Display koordinat sistemi geometrik bileşenlerin listelendiği veya görüntülendiği sistemi belirler.
 Sonuç koordinat sistemi sonuç verilerinin basılmasında veya görüntülenmesinde kullanılır.
 Düğüm noktası koordinat sistemi herbir düğümdeki serbestlik derecesinin yönünü belirler.
 Eleman koordinat sistemi ise elemana ait özelliklerin belirlenmesini sağlar.
Modeli çizmek istiyorsunuz veya diyelim ki önceden çizilmiş bir modeli ekranda görüntülemek istiyorsunuz.
İşte bu tür durumlarda ANSYS, global ve lokal koordinat sistemini bu bileşenlerin yerini belirleme de
kullanır.
Örneğin bir düğüm noktası veya anahtar nokta tanımlamaya çalışıyor olalım. Tarafımızca aksi belirtilmedikçe
bu bileşenler global kartezyen koordinat sisteminde işlem görür.
Ama bazen modelleme esnasında global kartezyen koordinat sisteminden başka bir sistem kullanmak faydalı
olur. Bu nedenle ANSYS, önceden tanımlanmış olan üç farklı koordinat sisteminde modelleme imkanı tanır.
ANSYS'in bize sunduğu önceden tanımlanmış üç koordinat sistemi şunlardır:
Kartezyen,
Silindirik,
küresel
koordinat sistemleri.
Bu sistemlerin her üçü de sağ elli'dir ve başlangıç olarak aynı orijini kullanır.
Bu koordinat sistemleri numaralandırılmıştır. Kartezyen koordinat sistemi için 0, silindirik koordinat sistemi
için 1 ve küresel koordinat sistemi için 2 kullanılır. Ayrıca ANSYS pek çok sayıda kullanıcı tanımlı koordinat
sistemi kullanımına da izin verir. Oluşturduğumuz bu kullanıcı tanımlı koordinat sistemlerinde bir kimlik
veya referans numarası da belirleriz. Bu numara 11'den büyük bir sayı olmalıdır. Çünkü ANSYS, bundan
önceki numaraları kendisine ayrımıştır.
Koordinat sistemlerinden hangisinin aktif olduğunu ve kaç koordinat sistemi ile çalıştığımızı gösteren komut
CSLIST'dir. Yani bu komut bize global ve lokal koordinat sistemlerinin durumu hakkında bilgi verir.
CSLIST, ListelenecekİlkKoordinatSistemiNumarası, ListelenecekSonKoordinatSistemiNumarası, şeklinde
kullanımı vardır.
BOPTN komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Utility Menu --> List --> Other --> Local
Coord Sys yolu izlenir.
Bu durumda ekrana CSLIST Command penceresi gelecek ve bize koordinat sistemlerinin dökümünü
verecektir.
Bazı durumlarda, orijini global orijinden kaydırmak veya önceden belirlenmiş global sistemlerden farklı kendi
koordinat sistemimizi oluşturmamız gerekebilir. Lokal koordinat sistemleri olarak bilinen bu kullanıcı tanımlı
koordinat sistemleri ANSYS Input Window kısmında LOCAL, CLOCAL, CS veya CSKP komutları
kullanılarak oluşturulabilir.
LOCAL komutu ile bir nokta ve yön kullanılarak kendi lokal koordinat sistemimizi oluşturmamız
mümkündür. Bu komutun LOCAL, ReferansNumarası, KoordinatSistemiTipi, NoktanınXDeğeri,
NoktanınYDeğeri, NoktanınZDeğeri, şeklinde kullanımı vardır. Referans numarası 10'dan büyük olmalıdır.
Koordinat sistemi tipi ise 0, 1, 2 veya 3 olarak belirtilen Kartezyen, Silindirik, Küresel veya Toroidal
koordinat sistemlerinden birinin numarası olmalıdır. Noktanın X, Y ve Z değeri ise global kartezyen koordinat
sistemindeki X, Y ve Z değerleridir ve yeni koordinat sistemimizin orijinini belirlememizi sağlar.
LOCAL komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Utility Menu --> WorkPlane --> Local
Coordinate Systems --> Create Local CS --> At Specified Loc + yolu izlenir.
Bu durumda ekrana, koordinat orijini olarak belirlenecek olan noktanın seçilebilmesine Create CS at
Location penceresi gelecektir.
Yeni koordinat sisteminin orijin noktasının seçimi gerçekleştirildikten sonra OK veya Apply tuşuna basılır. Bu
durumda ekrandaki pencere Create Local CS at Specified Location penceresine dönüşerek belirlenecek olan
yeni koordinat sistemi hakkında diğer tanımlamaların da gerçekleştirilmesine imkan tanınır ve ardında OK
veya Apply tuşlarına basılır.
CLOCA
L komutu
ile aktif
koordinat
sistemind
e lokal bir
koordinat
sistemi
tanımlaya
biliriz.
Bu komut
da CLOCAL, ReferansNumarası, KoordinatSistemiTipi, NoktanınXDeğeri, NoktanınYDeğeri,
NoktanınZDeğeri şeklinde kullanılır. Referans numarası 10'dan büyük olmalıdır. Koordinat sistemi tipi ise 0,
1, 2 veya 3 olarak belirtilen Kartezyen, Silindirik veya Küresel koordinat sistemlerinden birinin numarası
olmaldır. Benzer şekilde noktanın X, Y ve Z değerleri ise aktif koordinat sistemindeki X, Y ve Z değerleridir.
CS komutu ile üç düğüm noktası belirterek bir lokal koordinat sistemi oluşturulabilir. Bu komut CS,
ReferansNumarası, KoordinatSistemiTipi, OrijinDüğümü, XYönüDüğümü, XYDüzlemiDüğümü şeklinde
kullanılır.
Örneğin yandaki şekilde görülen modelimizde koordinat sistemimizin merkez noktası modelimizin sol alt
köşesinde verilmiş.
CS,11,0,190,221,197
komutundan sonra yeni koordinat sistemimizin orijininin yerini değiştirdiğini ve sağa doğru kaydığını yandaki
şekilden görebiliriz. Bundan sonra çalıştırılacak yer belirten tüm komutlar bu yeni orijine göre
davranacaklardır.
CS komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Utility Menu --> WorkPlane --> Local Coordinate
Systems --> Create Local CS --> By 3 Nodes + yolu izlenir.
Bu durumda ekrana, koordinat sisteminin belirlenmesinde kullanılacak olan 3 düğüm noktasının
seçilebilmesine imkan tanıyacak olan Create CS By 3 Nodes penceresi gelecektir.
Yeni koordinat sisteminin belirlenmesinde kullanılacak olan 3 düğüm noktasının seçim işleminden sonra OK
veya Apply tuşuna basılır. Bu durumda ekrandaki Create CS By 3 Nodes penceresi değişerek belirlenecek
olan yeni koordinat sistemi hakkında diğer tanımlamaların da gerçekleştirilmesine imkan tanır ve ardından
OK veya Apply tuşlarına basılır.
CSKP komutu da CS komutuna benzer şekilde üç anahtar nokta belirterek bir lokal koordinat sistemi
oluşturulabilir. Bu komut CSKP, ReferansNumarası, KoordinatSistemiTipi, OrijinAnahtarNoktası,
XYönüAnahtarNoktası, XYDüzlemiAnahtarNoktası şeklinde kullanılır.
CSKP komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi için Utility Menu --> WorkPlane --> Local
Coordinate Systems --> Create Local CS --> By 3 Keypoints + yolu izlenir.
İstediğimiz kadar koordinat sistemi tanımlayabiliriz. Ancak bunlardan yalnızca biri aynı anda aktif olabilir.
Aktif koordinat sisteminin seçimi ise şu şekildedir: Başlangıçta global kartezyen koordinat sistemi aktif olan
koordinat sistemidir. Herbir yeni lokal koordinat sistemi tanımlandıkça en son tanımlanan sistem otomatik
olarak aktif koordinat sistemi olarak kabul edilir.
ANSYS oturumumuzun herhangi bir kademesinde lokal koordinat sistemi oluşturabiliyor olmamız büyük bir
kolaylık. Tabi benzer şekilde CSDELE komutunu kullanarak oturumumuzun herhangi bir kademesinde
önceden tanımlanmış bir lokal koordinat sistemini silebiliriz de. Bu komutun CSDELE,
SilinecekİlkKoordinatSistemiNumarası, SilinecekSonKoordinatSistemiNumarası, ArtışMiktarı şeklinde
kullanımı vardır. Silinmesi istenen ilk koordinat sistemi numarası bölümüne ALL yazılması durumunda
silinmesi istenen son koordinat sistemi numarası ile artış miktarı olarak girilen değerler dikkate alınmaz ve
bütün koordinat sistemleri silinir.
Eğer daha önceden tanımlanmış bir koordinat sistemini aktif hale getirmek istersek CSYS komutunu
kullanabiliriz. Bu komut ile istediğimiz koordinat sisteminin referans veya kimlik numarasını seçeriz. Bu
komutun CSYS, SeçilecekKoordinatSistemiNumarası şeklinde kullanımı vardır. ANSYS oturumunun herhangi
bir döneminde herhangi bir koordinat sistemi aktif hale getirilebilir. Aktif hale getirilen koordinat sistemi
bizim tarafımızdan değiştirilmediği sürece aktif olarak kalacaktır.
Bir anahtar nokta veya düğüm noktası tanımladığımızda, ANSYS koordinat sistemi eksen tanımlaması olarak
hangi koordinat sisteminin aktif olduğuna bakmadan X, Y ve Z etiketlerini kullanır. Bu durumda bizim eğer
aktif olan koordinat sistemimiz kartezyen koordinat sistemi değilse uygun mantıksal dönüşümleri yapmamız
gerekir. Silindirik koordinat sistemi için X,Y ve Z etiketleri R, teta, Z
anlamında kullanılıyorken küresel veya toroidal koordinat sistemlerinde bu
etiketler R, teta, fi anlamında kullanılırlar.
Yani aktif koordinat sistemimiz silindirik koordinat sistemi ise; X için girdiğimiz değer yandaki şekilde de
görüldüğü gibi R'ye, Y için girdiğimiz değer teta'ya ve Z için girdiğimiz değer ise Z'ye karşılık gelir.
Eğer aktif koordinat sistemimiz küresel koordinat sistemi ise; X için girdiğimiz değer R yerine, Y için
girdiğimiz değer teta yerine ve Z için girdiğimiz değer fi yerine kullanılacaktır.
Gerek düğüm noktaları listesi olsun gerekse de anahtar noktalar listesi olsun farklı koordinat sistemlerinde
tanımlanmış olsalar bile daima global kartezyen koordinat sisteminde gösterilirler. Display koordinat
sistemini bunun gibi işlemlerde değiştirmek için DSYS komutunu kullanmanız gerekir. DSYS komutu grafik
gösterimleri de etkiler. Görüntülerimizde özel bir efekt istediğimiz durumlar haricinde, herhangi bir görüntü
komutunu çalıştırmadan önce (NPLOT, EPLOT gibi) display koordinat sistemini 0 yaparak (global
kartezyen sistemi) sıfırlamamız gerekir. Bu komutun da DSYS, GörüntülenecekKoordinatSistemiNumarası
şeklinde kullanımı vardır. LPLOT, APLOT ve VPLOT komutları ile oluşturulan görüntüler DSYS
komutundan etkilenmezler.
POST1 son işlemcisindeki düğüm noktası çözüm verileri global kartezyen sistemindedir. Yani sonuç
koordinat sistemi global kartezyendir. RSYS komutunu kullanarak sonuç koordinat sistemini global silindirik
(1), global küresel (2), mevcut olan herhangi bir lokal koordinat sistemine veya çözüm süresince kullanılan
koordinat sistemi şekline çevirebiliriz. Bu komut RSYS, SonuçKoordinatSistemiNumarası şeklinde kullanılır.
Çözüm süresince kullanılan koordinat sistemine çevirmek istersek bu komutu;
RSYS, SOLU
şeklinde kullanmamız gerekir. Sonrasında düğüm noktaları çözüm verisinin listelenmesi veya görüntülenmesi
istenirse sonuçlar belirlenen koordinat sistemine çevrilirler.
Eleman çözüm verisi ise RSYS komutundan bağımsız olarak her zaman eleman koordinat sistemindedir.
Global ve lokal koordinat sistemleri geometrik bileşenlerin yerleşimini belirlerken, düğüm noktası koordinat
sistemi her bir düğümdeki serbestlik derecesinin yönünü belirler. Herbir düğüm noktası, kendi düğüm noktası
koordinat sistemine sahiptir. Bu da düğüm noktalarının tanımlandığı aktif koordinat sisteminden bağımsız
olarak global kartezyen koordinat sistemine paraleldir. Herhangi bir düğüm noktası koordinat sistemini
istediğimiz bir yöne NROTAT, N veya NMODIF komutlarını kullanarak döndürebiliriz. NROTAT düğüm
noktası koordinat sistemini aktif koordinat sistemine dönüştürecektir. N ve NMODIF ise düğüm noktası
koordinat sistemini bilinen döndürme açısına göre döndürür. NLIST komutunu kullanarak düğüm noktaları
koordinat döndürme açısı global kartezyen koordinat sistemine göre listelenebilir.
N ve NMODIF komutları ile döndürme açısının bilinebilme zorluğu nedeni ile NROTAT komutu
muhtemelen daha kullanışlı olacaktır.
MALZEME ÖZELLİKLERİ
Pek çok eleman tipi, analiz gerçekleştirebilmek için malzeme özelliklerinin belirlenmesini ister. Uygulamaya
bağlı olarak, malzeme özellikleri:
Lineer veya lineer olmayan
İzotropik veya anizotropik
Sıcaklıktan bağımsız veya sıcaklığa olabilir.
Herbir malzeme özelliği grubu için bir malzeme referans numarası verilir. Malzeme referans numarası ile
malzeme özelliklerini gösteren tabloya malzeme tablosu denir.
Bir analiz süresince birden fazla malzeme ile çalişabiliriz.
Model elemanlara bölünüyorken ilgili malzeme numarasının da belirtilmesi gerekir. Bu işlem MAT
komutunun MAT, MalzemeNumarası şeklinde kullanımı ile gerçekleştirilebilir.
MAT komutunun grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi Main Menu --> Preprocessor --> Meshing --> Mesh
Attributes --> Define Attribs yolu izlenerek sağlanır.
Bu durumda ekrana, malzeme numarasının belirlenmesine imkan tanıyacak olan Meshing Attributes
penceresi gelecektir.
Meshing Attributes penceresindeki [MAT] kısmında önceden tanımlaması gerçekleştirilmiş olan malzeme
modelinin numarası ve OK tuşuna basılır.
Lineer malzeme özelliklerinin tanımlanması için MP komutu kullanılır. Tanımlanacak lineer malzeme
özellikleri sıcaklıktan bağımsız veya sıcaklığa bağlı olabilir. ANSYS komut satırı girişinden MP,
GirilecekMalzemeÖzelliği, MalzemeReferansNumarası, C0, C1, C2, C3, C4 komutu çalıştırılarak malzeme
özelliği tanımlaması gerçekleştirilebilir. Girilecek malzeme özelliği, EX; Elastiklik Modülü (EY ve EZ olarak
da kullanılabilir), ALPX; Isıl Genleşme Katsayısı (ALPY ve ALPZ olarak da kullanılabilir), PRXY; Poisson
Oranı (PRYZ ve PRXZ olarak da kullanılabilir), DENS; Yoğunluk, C; Özgül Isı, ENTH; Entalpi, KXX; Isıl
İletkenlik Katsayısı (KYY ve KZZ olarak da kullanılabilir) olabilir. Bunlardan bir kısmı, tamamı veya daha
fazlası analizin tipine bağlı olarak tanımlanır. Malzeme özelliklerinin sıcaklıktan bağımsız olması durumunda
C1’den C4’e kadar olan sabitlerin 0 olması gerekir. Komut satırı girişinde buraların boş bırakılması sabitlerin
0 olarak kabul edilmesi için yeterli olacaktır. Örneğin;
MP,EX,1,2e11
komutu ile 1 referans numaralı malzemeye ait elastiklik modülü 2e11 olarak,
MP,DENS,1,7800
komutu ile 1 referans numaralı malzemeye ait yoğunluk 7800 olarak ve
MP,KXX,3,43
komutu ile 3 referans numaralı malzemeye ait termal iletkenlik katsayısı 43 olarak tanımlanmış olur.
Malzeme özellikleri tanımlaması Main Menu kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Bu işlem Main Menu -->
Preprocessor --> Material Props --> Material Models yolu izlenerek gerçekleştirilebilir.
Ekrana Define Material Model Behavior penceresi gelir. Bu pencerenin sol tarafında daha önceden
belirlenmiş bir malzeme modeli olmaması durumunda Material Model Number 1 seçili olarak gelir. Material
Models Available olarak verilen kısım da ise önden belirlenmiş ve kullanılabilecek malzeme modelleri
verilmiştir. İzotropik lineer elastik malzeme modeli için aşağıdaki şekilde verilen yol izlenir.
Böylelikle ekrana gerekli malzeme özelliklerinin girilebilmesine imkan tanıyacak olan Linear Isotropic
Properties for Material Numb... penceresi gelecektir. Bu pencere seçilen malzeme modeline uygun olarak
EX ve PRXY değerlerinin girilebilmesine imkan tanıyan kutucuklara sahiptir. İlgili değerler girildikten sonra
OK tuşuna basılır.
Malzeme tanımlamasının tamamlanması durumunda Define Material Model Behavior penceresindeki
Material seçeneğinin altındaki Exit seçeneği kullanılarak malzeme özelliği belirleme işlemi tamamlanır.
İzotropik malzemeler için yalnızca X yönündeki malzeme özelliğini tanımlamak yeterli olacaktır. Bu durumda
diğer yönlerdeki özellikler de X yönündeki özellik değerinde varsayılırlar.
Sıcaklığa bağlı malzeme özellikleri tanımlamak için de yine MP komutu kullanılabilir. MP komutu, özellik
değerinin sıcaklığa bağlı polinomal bir fonksiyon olarak tanımlamasına imkan tanır. Burada özelliğin değeri :
Değer = C0 + C1T^1 + C2T^2 + C3T^3 + C4T^4
bağıntısına göre belirlenir. Burada Cn’ler katsayılar ve T’de sıcaklıktır. C0, C1, C2, C3 ve C4 katsayıları MP
komutunda ilgili kısımlara girilerek belirlenir. Eğer yalnızca C0 değeri tanımlanırsa tanımlanan malzeme
değeri sabit yani sıcaklıktan bağımsızdır. Eğer C0 ve C1 katsayıları tanımlanırsa malzeme özelliği değerinin
sıcaklık ile lineer olarak değiştiği varsayılmış olur. Sıcaklığa bağlı malzeme özelliklerinin tanımlandığı
durumda ANSYS belirli sıcaklık değerleri için malzeme özellik fonksiyonunu hesaplayarak fonksiyonu tablo
haline dönüştürür. Sıcaklıktan bağımsız veya sıcaklıkla lineer olarak değişen özellikler için özellikler -9999
derece ile +9999 derece arasında hesaplanır. İkinci veya daha yüksek dereceli polinomal fonksiyon
durumunda ise MP komutundan önce MPTEMP veya MPTGEN komutları kullanılarak istenen çalışma
sıcaklık değerleri belirlenir. Bu komutlardan sonra kullanılacak olan MPDATA komutu da bu sıcaklık
noktaları ile ilgili malzeme özellik değerinin girilmesini sağlar.
MPTEMP komutunun MPTEMP, TabloSıcaklıkDeğeriBaşlangıçNoktası, Sıcaklık1, Sıcaklık2, Sıcaklık3,
Sıcaklık4, Sıcaklık5, Sıcaklık6 şeklinde kullanımı vardır. MPDATA komutu ise; MPDATA,
GirilecekMalzemeÖzelliği, MalzemeReferansNumarası, TabloSıcaklıkDeğeriBaşlangıçNoktası, Değer1,
Değer2, Değer3, Değer4, Değer5, Değer6 şeklinde kullanılır.
Sıcaklığa bağlı malzeme özellikleri tanımlaması da Main Menu kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu işlem için
de Main Menu --> Preprocessor --> Material Props --> Material Models yolu izlenebilir.
Yukarıdaki şekilde verilen örnek için ekrana gerekli malzeme özelliklerinin girilebilmesine imkan tanıyacak
olan Linear Isotropic Properties for Material Numb... penceresi gelecektir. Bu pencere seçilen malzeme
modeline uygun olarak EX ve PRXY değerlerinin girilebilmesine imkan tanıyan kutucuklara sahiptir. Bu
değerlerin sıcaklığa bağlı olması durumunda ise bu penceredeki Add Temperature tuşu tıklanır.
Bu durumda bu pencerede sıcaklık girilebilmesine imkan tanıyan Temperatures penceresi aktif hale gelirken
aynı zamanda benzer malzeme özelliklerinin farklı sıcaklıktaki değerlerinin girilebilmesine imkan tanıyacak
yeni bir sütun da açılır. Bu penceredeki Add Temperature tuşuna tıklandıkça açılacak olan yeni sütun sayısı
artacaktır.
MPPLOT komutunu kullanarak sıcaklığa bağlı olarak girilen lineer malzeme özelliğinin sıcaklık ile
değişimini grafik olarak görmek mümkün olur. Bu komutun MPPLOT, MalzemeÖzelliğiEtiketi,
MalzemeReferansNumarası, MinimumSıcaklıkDeğeri, MaksimumSıcaklıkDeğeri, MinimumÖzellikDeğeri,
MaksimumÖzellikDeğeri şeklinde kullanımı vardır.
ANSYS Input Windows kullanarak 4 referans numaralı bir malzeme için sıcaklığa bağlı entalpi değerleri
girişi yapalım:
MPTEMP,1,1600,1800,2000,2325,2326,2335
MPTEMP,7,2345,2355,2365,2374,2375,3000
MPDATA,ENTH,4,1,53.81,61.23,68.83,81.51,81.55,82.31
MPDATA,ENTH,4,7,84.48,89.53,99.05,112.12,113.00,137.40
Malzeme özellikleri yukarıda gösterildiği gibi girildikten sonra ANSYS Input Windows kısmında MPPLOT
komutunu çalıştıralım:
MPPLOT,ENTH,4,1500,3125,50,150
Bu durumda, ekrana gelecek olan malzeme özelliğinin sıcaklık ile değişim grafiği aşağıda verildiği gibi
olacaktır:
Eğer eşit olmayan sayıda sıcaklık noktası ve özellik değeri tanımlanırsa bunlardan sadece her ikisi için değer
atanmış noktalar için özellik fonksiyon tablosu hazırlanır.
Başka bir malzeme için farklı sıcaklık değerleri belirleyebilmemiz için öncelikli olarak mevcut sıcaklık
tablosunun MPTEMP komutunu herhangi başka bir argüman kullanmadan çalıştırarak silmek gerekir. Daha
sonra tekrar MPTEMP komutu kullanılarak yeni bir sıcaklık tablosu hazırlanır.
Mevcut sıcaklık-özellik tablosundaki herhangi bir özellik değerini değiştirmek gerekirse, bu iş basitçe
MPDATA komutu uygun yerleşim numarası için tekrar çalıştırılarak gerçekleştirilir. Örneğin 6 numaralı
ENTH değerini 82.31’den 83.09’a değiştirmek istediğimizi varsayalım. Bu durumda komut şu şekilde
çalıştırılmalıdır:
MPDATA,ENTH,4,6,83.09
Mevcut sıcaklık-özellik tablosundaki herhangi bir sıcaklık değerini değiştirmek gerekirse, MPTEMP komutu
uygun yerleşim numarası ve değiştirilmek istenen sıcaklık değeri ile beraber çalıştırılmalı ve ardından da
MPDRES komutu malzeme numarası ve ilgili özellik etiketi ile beraber çalıştırılmalıdır. 7 numaralı sıcaklık
değerini 2345’den 2340’a değiştirmek istediğimizi varsayalım:
MPTEMP,7,2340
MPDRES,ENTH,4
MPDRES komutunun kullanılma sebebi şudur: MPTEMP komutu kullanıldığında sonraki bir malzeme
numarası için sıcaklık-özellik tablosuna sıcaklık değeri atar. Halbuki MPDRES komutu daha önceden
veritabanına kaydedilmiş bir sıcaklık-özellik değerini güncellememize yarar.
Herhangi bir sebeple silinmesi istenen malzeme özellikleri MPDELE komutu kullanılarak silinebilir. Bu
komutun MPDELE, MalzemeEtiketi, İlkMalzemeReferansNUmarası, SonMalzemeReferansNumarası,
ArtışMiktarı şeklinde kullanımı vardır.
Oturumumuz süresince tanımlanmış olan malzeme özelliklerinin listesi ise MPLIST komutu yardımıyla
alınabilir.
Lineer malzeme özellikleri sıcaklığa bağımlı olsun veya olmasın, başka bir kodlanmış dosyaya yazılabilir
(MPWRITE) ve bir kodlanmış dosyadan veritabanına okunabilir (MPREAD).
CDWRITE komutu ise MAT argümanı ile kullanılarak hem lineer hem de lineer olmayan malzeme
özelliklerinin bir dosyaya yazılmasını sağlar.
Plastisite verisi, manyetik alan verisi (B-H eğrisi), sürünme verisi gibi lineer olmayan malzeme özellikleri
genellikle çizelge verisi şeklindedir. Lineer olmayan malzeme özelliği tanımlamaya başlamak için ilk
yapılacak iş TB komutunu kullanarak bir veri tablosu aktive etmektir.
TB komutunun kullanımı şu şekilde verilebilir: TB, VeriTablosuTipi, MalzemeReferansNumarası,
SıcaklıkDeğeriSayısı, BelirliSıcaklıktaGirilecekVeriNoktasıSayısı, Opsiyon. Örneğin;
TB,BH,2
komutu 2 referans numarasına sahip malzeme için bir B-H tablosu tablosu aktive eder.
Lineer olmayan malzeme özellikleri tanımlaması benzer şekilde Main Menu kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Bu işlem için de Main Menu --> Preprocessor --> Material Props --> Material Models yolu izlenebilir.
Ekrana tekrar Define Material Model Behavior penceresi gelir. Çeşitli lineer olmayan malzeme
modellerinden herhangi biri bu pencere yardımı ile seçilebilir. Structural -> Nonlinear -> Inelastic -> Rate
Independent -> Isotropic Hardening Plasticity -> Mises Plasticity -> Bilinear yolunu izleyerek gerilimgenleme plastisite eğrisi tanımlamak istediğimizi varsayalım. Bilinear seçeneğini seçebilmek için iki kere
tıkladığımızda ekrana bir uyarı penceresi gelecektir.
Bu uyarı penceresinde, seçilen malzeme modeli için öncelikle elastik malzeme özelliklerinin tanımlanması
gerektiği belirtilmektedir. Bu pencerede OK tuşuna basılır. Böylelikle ekrana gerekli elastik malzeme
özelliklerinin girilebilmesine imkan tanıyacak olan Linear Isotropic Properties for Material Numb...
penceresi gelir. Bu pencere seçilen malzeme modeline uygun olarak EX ve PRXY değerlerinin girilebilmesine
imkan tanıyan kutucuklara sahiptir. İlgili değerler girildikten sonra OK tuşuna basılır.
Ardından ekrana Bilinear Isotropic Hardening for Material Number 1 penceresi gelir.
Açılan bu Bilinear Isotropic Hardening for Material Number 1 penceresi malzeme modeline uygun olarak
akma gerilmesi değerinin girilebilmesine imkan tanıyan Yield Stss ve tanjant modülünün girilebilmesine
imkan tanıyan Tang Mod kutucuklarına sahiptir. BU pencerede ilgili değerler girildikten sonra OK tuşuna
basılır.
Malzeme özelliklerinin sıcaklığa bağlı olması durumunda bu penceredeki Add Temperature tuşu tıklanır.
Böylelikle bu pencerede benzer malzeme özelliklerinin farklı sıcaklıktaki değerlerinin girilebilmesine imkan
tanıyacak yeni bir sütun da açılır. Bu penceredeki Add Temperature tuşuna tıklandıkça açılacak olan yeni
sütun sayısı artacaktır.
Eğer Input Windows kısmında ANSYS komutları kullanarak lineer olmayan malzeme özellikleri tanımlamak
isteseydik TB komutundan sonra kullanmamız gereken komutlardan biri TBTEMP komutu olacaktı.
TBTEMP komutu veri tablosu için sıcaklık tanımlar ve TBTEMP, Sıcaklık, ModAnahtarı şeklinde kullanımı
vardır. Tanımlanmış olan veri tablosunun veri girişleri ise TBPT veya TBDATA komutları ile
gerçekleştirilir. TBPT komutu gerilim-genleme ve B-H eğrilerinde nokta tanımlanmasına yarar ve TBPT,
İşlem, NoktanınXDeğeri, NoktanınYDeğeri şeklinde kullanımı vardır. İşlem yerine DEFI veya DELE
anahtarlarından biri kullanılır. DEFI anahtarı yeni bir nokta tanımlanmasına yararken DELE anahtarı ise
önceden tanımlanmış olan noktanın silinmesine yarar. Silme işleminin gerçekleşebilmesi için
NoktanınXDeğeri'nin birbirlerini karşılaması gerekir.
Multilineer malzeme özelliğini Input Wİndows kısmını kullanarak tanımlamak isteyeceğimiz bir örnek şu
şekilde olabilir:
TB,MELAS,1,1,5
TBTEMP,0
TBPT,DEFI,0.002,43.2
TBPT,DEFI,0.004,105.6
TBPT,DEFI,0.006,206.4
TBPT,DEFI,0.008,364.8
TBPT,DEFI,0.01,600
Girilen veri tablosunun doğruluğunu kontrol etmek amacıyla tabloya ait verilerin grafiğini çizdirebiliriz. Bu
amaçla TBPLOT komutu kullanılır. Bu komut TBPLOT, VeriTablosuEtiketi, MalzemeReferansNumarası
şeklinde kullanılır. Yukarıdaki örneğimize uygun olarak;
TBPLOT,MELAS,1
komutunu çalıştıracak olursak elde edeceğimiz grafik aşağıdaki gibi olacaktır:
MALZEME ÖZELLİKLERİ
Plastik deformasyon analizleri veya bir başka deyişle yüksek genleme analizleri lineer olmayan malzeme
özellikleri tanımlaması gerektiren ve sıkça kullanılan analizlerdendir. Pekçok mühendislik malzemeleri belli
bir noktaya kadar lineer gerilme-genleme ilişkisi gösterir. Geridönüşümsüz genleme yani plastik davranış ise
gerilmelerin malzemenin akma noktasının üzerine çıkması ile görülür.
Bir plastik deformasyon analizi yüksek deformasyon miktarı gerçekleştirebilir. Böyle bir durumun
öngörüldüğü durumlarda NLGEOM komutunun çalıştırılarak aktif hale getirilmesi gerekir. NLGEOM
komutu NLGEOM, Anahtar şeklinde kullanılır. Anahtar kısmına ON yazılması durumunda yüksek sapma
etkisi dahil edilirken OFF yazılması durumunda yüksek sapma etkisi dahil edilmez. Eleman tipine bağlı
olarak yüksek sapma etkisi; yüksek sapma, yüksek dönme veya yüksek genleme olarak kategorize edilir.
Yüksek deformasyon analizlerinde malzemeye ait gerilim-genleme eğrisi değerleri gerçek gerilme-gerçek
genleme değerleri olarak girilmelidir. Düşük deformasyon miktarlarında ise gerçek gerilme-gerçek genleme
eğrisi, mühendislik gerilme-mühendislik genleme değerlerine çok yakın olduğu için aynı gibi kabul edilebilir.
Malzemeye ait plastik davranışın tanımlanmasında bir kaç seçenek vardır. Bunlar;
- BISO (Bilinear Isotropic Hardening-)
- MISO (Multilinear Isotropic Hardening-)
- BKIN (Bilinear Kinematic Hardening-)
- MKIN (Multilinear Kinematic Hardening-)
Bilinear deformasyon sertleşmesi özelliği gösteren malzeme modeli ile multilinear deformasyon sertleşmesi
özelliği gösteren malzeme modeli arasındaki fark bilinear malzeme modelinde gerilme-genleme eğrisinin iki
lineer eğri ile tanımlanıyorken multilinear malzeme modelinde gerilme-genlme eğrisinin ikiden fazla lineer
eğri ile tanımlanıyor olmasıdır.
Deformasyon sertleşmesi kuralları arasındaki fark ise asal gerilmeler uzayında gösterilen akma yüzeyi grafiği
ile açıklanabilir. Mises akma kriterine göre bu durumda akma yüzeyi bir silindir oluşturacaktır. Akma
yüzeyinin içi yani silindirin içi elastik bölgeyi temsil ederken yüzeyin kendisi plastisiteyi tanımlamada
kullanılır. Yüzeyin dışında ise herhangi bir gerilme
durumu olamaz. Deformasyon sertleşmesi kuralları
ise, işte bu akma yüzeyinin plastik deformasyon
gerçekleştikçe nasıl davrandığını belirler.
İzotropik sertleşme kuralı akma yüzeyinde genişlemeyi tanımlar. Yani akma gerçekleştikçe, akma yüzeyi
üniform olarak genişler. Bu aynı zamanda akma yüzeyinin içindeki bölgece temsil edilen elastik bölgenin de
sürekli büyümesi anlamına gelir.
Kinematik sertleşme kuralı ise akma yüzeyinde bir yer değiştirmeyi tanımlar. Bu ise, asal gerilme uzayında
hareket eden akma yüzeyinin hareket etmesine rağmen elastik bölgenin aynı boyutta kalması anlamına gelir.
Bu yaklaşım aynı zamanda pek çok metalde gözlenen Bauschinger etkisinin de modelce kapsanmasını sağlar.
Peki hangi deformasyon sertleşmesi kuralının kullanılacağına nasıl karar vermek gerekir:
- İzotropik deformasyon sertleşmesi modeli metallerin yüksek genleme analizlerinde kullanılabilir (gerçek
genlemenin %5-10'dan daha büyük genleme analizleri)
- İzotropik deformasyon sertleşmesi modeli çevrimsel yük uygulamalarında Bauschinger etkisini
kapsamamasından dolayı anlamsızlaşır.
- Kinematik deformasyon sertleşmesi Bauschinger etkisini içermesinden dolayı çevrimsel yük
uygulamalarında kullanılabilir.
- Kinematik deformasyon sertleşmesi modeli düşük genleme analizlerinde kullanılmalıdır.
Şimdi yukarıdaki her bir deformasyon sertleşmesi kuralına göre lineer olmayan malzeme özelliklerinin nasıl
tanmlanacağına bakalım:
Elastisite modülü 100 GPa olan 2024 Al. alaşımı malzemenin akma gerilmesi 20 MPa olsun. Malzememizin
izotropik deformasyon sertleşmesi davranışı gösterdiğini varsayalım. Bilinear malzeme modelinde tanjant
modülü olarak tanımlanan ve plastik bölgede malzemenin davranışını eğim olarak ifade eden bir sabite daha
ihtiyacımız var. O da 4 GPa olsun. Bu durumda ANSYS komut satırı giriş dizisi şu şekilde olacaktır:
/PREP7
MP,EX,1,100e9
MP,PRXY,1,0.3
TB,BISO,1
TBDATA,1,20e6,4e9
Bu komutların ardından kullanılacak olan TBPLOT,BISO,1 komutu bu malzemeye ait gerilme-genleme
grafiğini çizdirecektir:
Grafikteki ilk eğim elastisite modülü ile tanımlanır. Grafikte akma gerilmesinden sonraki eğimi ise tanjant
modülü belirler. Tanjant modülü sıfırdan küçük olamayacağı gibi elastisite modülünden de büyük olamaz.
TBDATA komutu TBDATA, VeriTablosuBaşlangıçNoktası, Veri1, Veri2, Veri3, Veri4, Veri5, Veri6 şeklinde
kullanılır. TB,BISO,1 komutundan sonra kullanılan TBDATA komutundaki ilk veri akma dayanımı, ikinci
veri ise tanjant modülü olarak kabul edilir.
BISO seçeneği bize 6 farklı sıcaklık için gerilim-genleme eğrisi girebilme olanağı tanır.
İkinci örneğimizde, malzememizin yine izotropik deformasyon sertleşmesi davranışı gösterdiğini varsayalım.
Multilinear malzeme modeli kullanarak tanımlayacağız malzemenin 0 derece ve 500 derece olmak üzere iki
farklı sıcaklık değerindeki gerilim-genleme değerlerini girmemiz gerektiğini varsayalım. Her bir sıcaklık için
gerilim-genleme değerleri ise aşağıdaki komut satırı girişinde verildiği gibi olsun:
/PREP7
MPTEMP,1,0,500
MP,EX,2,12e6,-8e3
TB,MISO,2,2,5
TBTEMP,0.0
TBPT,DEFI,3.67e-3,44e3
TBPT,DEFI,5e-3,50e3
TBPT,DEFI,7e-3,55e3
TBPT,DEFI,10e-3,60e3
TBPT,DEFI,15e-3,65e3
TBTEMP,500
TBPT,DEFI,3.67e-3,33e3
TBPT,DEFI,5e-3,37e3
TBPT,DEFI,7e-3,40.3e3
TBPT,DEFI,10e-3,43.7e3
TBPT,DEFI,15e-3,47e3
Bu komutların ardından kullanılacak olan TBPLOT,MISO,2 komutu bu malzemeye ait gerilme-genleme
grafiğini çizdirecektir:
Bu örnekte 0 derece ve 500 derecede olmak üzere iki gerilme-genleme eğrisi multilineer malzeme özelliğine
göre ANSYS'e tanıtıldı. MPTEMP,1,0,500 komutu ile iki farklı sıcaklık değeri için veri girişi olacağı
belirtilir. MP,EX,2,12e6,-8e3 komutu ile ise elastisite modülü değeri sıcaklığın bir fonksiyonu olarak girilir.
Daha sonraki TB,MISO,2,2,5 komutu ile 2 referans numaralı malzeme için 2 farklı sıcaklıkta 5 veri noktası
girişi için veri tablosu açılması sağlanır. TBTEMP,0 komutu takip eden veri girişlerinin 0 derece için girilen
değerler olduğunu belirler ve TBPT komutu ile veri girişi gerçekleştirilir. Daha sonra TBTEMP,500 komutu
ile takip eden veri girişlerinin 500 derece için girilen değerler olduğu bildirildikten sonra TBPT komutu ile
tekrar veri girişi gerçekleştirilir.
MISO seçeneği bize 20 farklı sıcaklık değerinde 100 farklı veri noktası içerebilen gerilim-genleme eğrisi
girebilme olanağı tanır.
Multilineer malzeme özellikleri tanımlaması Main Menu kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu işlem için de
Main Menu --> Preprocessor --> Material Props --> Material Models yolu izlenebilir.
Ekrana tekrar Define Material Model Behavior penceresi gelir. MISO malzeme modeli; Structural ->
Nonlinear -> Inelastic -> Rate Independent -> Isotropic Hardening Plasticity -> Mises Plasticity ->
Multilinear yolu izlenerek tanımlanabilir. Yukarıdaki örnek için doldurulmak üzere ekrana gelecek olan
Multilinear Isotropic Hardening for Material Number 2 penceresinin görünümü şu şekilde olacaktır:
Şimdi ise bilineer kinematik sertleşme kuralına göre nasıl gerilme-genleme eğrisi tanımlandığına bir bakalım:
Üçüncü örneğimizde, malzememizin kinematik deformasyon sertleşmesi davranışı gösterdiğini varsayıyoruz.
Malzemenin 0 derece ve 500 derece olmak üzere iki farklı sıcaklık değerindeki gerilim-genleme değerlerini
girmemiz gerektiğini varsayalım. Her bir sıcaklık için gerilim-genleme değerleri aşağıda verildiği şekilde
komutlar kullanılarak tanımlanabilir:
/PREP7
MPTEMP,1,0,500
MP,EX,3,12e6,-8e3
TB,BKIN,3,2
TBTEMP,0
TBDATA,1,44e3,1.2e6
TBTEMP,500
TBDATA,1,29.33e3,0.8e6
Bu komutların ardından kullanılacak olan TBPLOT,BKIN,3 komutu bu malzemeye ait gerilme-genleme
grafiğini çizdirecektir:
Benzer şekilde MPTEMP,1,0,500 komutu ile iki farklı sıcaklık değeri için veri girişi yapılacağı belirtiliyor.
MP,EX,3,12e6,-8e3 komutu ile elastisite modülü değerini 3 referans numaralı malzeme için sıcaklığın bir
fonksiyonu olarak girdik. Daha sonraki TB,BKIN,3,2 komutu ile 3 referans numaralı malzeme için 2 farklı
sıcaklıkta gerilme-genleme eğrisi girişi için veri tablosu açılması sağlanır. TBTEMP,0 komutu, takip eden veri
girişlerinin 0 derece için girilen değerler olduğunu belirler. TB,BKIN,3 komutundan sonra kullanılan
TBDATA komutundaki ilk veri akma dayanımı, ikinci veri ise tanjant modülüdür. Daha sonra TBTEMP,500
komutu ile takip eden veri girişinin 500 derece için girilen değerler olacağı bildirildikten sonra
TBDATA,1,29.33e3,0.8e6 komutu ile akma dayanımı 29.33e3 ve tanjant modülü 0.8e6 olarak tanımlanmış
olur.
Multilinear kinematik sertleşme kuralına göre gerilme-genleme eğrisi tanımlamak istersek aşağıda örnek
olarak verilen komutlara benzer komutlar kullanabiliriz. Dördüncü örneğimizde malzememizin kinematik
deformasyon sertleşmesi davranışı gösterdiğini bizim bunu multilinear malzeme modeli kullanarak
tanımlamamız gerektiğini varsayalım. Yine benzer şekilde malzemenin 0 derece ve 500 derece olmak üzere
iki farklı sıcaklık değerindeki gerilim-genleme değerlerini gireceğiz:
/PREP7
MPTEMP,1,0,500
MP,EX,4,12e6,-8e3
TB,MKIN,4,2
TBTEMP,,STRAIN
TBDATA,1,3.67e-3,5e-3,7e-3,10e-3,15e-3
TBTEMP,0
TBDATA,1,44e3,50e3,55e3,60e3,65e3
TBTEMP,500
TBDATA,1,33e3,37e3,40.3e3,43.7e3,47e3
Bu komutların ardından kullanılacak olan TBPLOT,MKIN,4 komutu bu malzemeye ait gerilme-genleme
grafiğini çizdirecektir:
MPTEMP,1,0,500 komutu ile 0 ve 500 derece olmak üzere iki farklı sıcaklık değeri için veri girişi yapılacağı
belirtildi. MP,EX,4,12e6,-8e3 komutu ile elastisite modülü değerini 4 referans numaralı malzeme için
sıcaklığın bir fonksiyonu olarak girdik. Daha sonraki TB,MKIN,4,2 komutu ile 4 referans numaralı malzeme
için 2 farklı sıcaklıkta gerilme-genleme eğrisi girişi için veri tablosu oluşturduk. TBTEMP,,STRAIN komutu
TBTEMP komutunun bir başka kullanımını göstermektedir. TBTEMP,,STRAIN şeklindeki komut satırı
girişinden sonraki TBDATA komutu veri girişlerinin multilinear sertleşme kuralı için tanımlanacak olan
genleme değerleri olduğunu belirtir. Böylelikle TBDATA,1,3.67e-3,5e-3,7e-3,10e-3,15e-3 komut satırı ile
girilen değerler multilinear gerilme genleme eğrimiz için genleme değerlerini ifade eder. Daha sonra ise farklı
sıcaklık değerleri için bu genleme noktalarına karşılık gelen gerilme değerleri girilir. TBTEMP,0 komutu ile 0
derece değeri için veri girişinin yapılacağı belirtilir. Takip eden TBDATA, 1, 44e3, 50e3, 55e3, 60e3, 65e3
komutu ile 0 derece için gerilme değerleri girilmiş olur. TBTEMP,500 komutu ile 500 derece değeri için veri
girişinin yapılacağı belirtilir. TBDATA,1,33e3,37e3,40.3e3,43.7e3,47e3 komutu ile 500 derece için gerilme
değerleri girilmiş olur.
ELEMAN TİPİ
Eleman seçimi analizde kullanılacak olan matematiksel modelin belirlenmesi açısından son derece önemlidir.
Elemanlar yapılacak analizin çeşidine göre seçilir. Yani statik, termal, akışkan veya elektromanyetik analizler
için farklı elemanlar kullanılır.
Benzer şekilde analiz edilecek olan modelin boyutu da (2D veya 3D) eleman seçimindeki etkenlerden biridir.
İki boyutlu modellerin X-Y düzleminde tanımlanması gereklidir. Eksenel simetrik modeller de 2D model
olarak kabul edilirler.
ANSYS geniş bir eleman kütüphanesine sahiptir. Bir eleman, maksimum sekiz karakterden oluşan ve grup
tanımlamasını içeren bir isim ile belirlenir. Ayrıca herbir elemana ait özel bir numara bulunur. Kütüphaneden
bir eleman seçimi ET komutu ile gerçekleştirilir ve kullanımı ET, ElemanReferansNumarası, ElemanAdı(veya
numarası), AnahtarSeçenek1,...,AnahtarSeçenek6 şeklindedir.
ET komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi Main Menu kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu işlem için
Main Menu --> Preprocessor --> Element Type --> Add/Edit/Delete yolu izlenebilir.
Bu durumda ekrana, eleman seçilebilmesine, daha önce seçilmiş olan elemanların seçimden kaldırılmasına ve
seçili elemanlara ait seçeneklerin girilebilmesine veya degiştirilebilemsine imkan tanıyan Element Types
penceresi gelecektir.
Sonlu elemanlar modelimizde kullanacağımız eleman veya elemanların seçilmesi için açık duran Element
Types penceresindeki Add... düğmesi seçilir. Daha sonra açılan Library of Element Types penceresinden
uygun olan eleman OK tuşuna basılarak seçilir veya birden fazla eleman seçimi gerçekleştirilecekse tekrarlı
seçimler için Apply tuşuna basılır.
Daha sonra ekrandaki Library of Element Types penceresi ekrandan gidecek ve Element Types penceresi
tekrar aktif hale gelecektir. Ekranda tekrar aktifleşen bu pencerede daha önce aktif olmayan Options... ve
Delete tuşları da aktif hale geçer.
Genel olarak elemanlar için 4 şekil geçerlidir. Bunlar nokta, çizgi, alan ve hacim’dir. Bir nokta eleman tipik
olarak bir düğüm noktası ile belirlenen bir elemandır. Örneğin kütle (mass) eleman noktasal şekle sahip bir
elemandır. Çizgi eleman, bir çizgi veya yay ile tanımlanan ve iki veya üç düğüm noktasını birbirine bağlayan
bir elemandır. Alan eleman, üçgen veya dörtgen şekle sahip bir katı eleman veya bir kabuk (shell) elemandır.
Hacim eleman ise, dörtkenarlı (tetrahedral) veya tuğla (brick) şekle sahip ve genellikle 3D olan katı
elemandır.
ANSYS’de kullanılan elemanların çoğu için ortak özellikler mevcuttur. Her bir elemana ait eleman girişleri
tablosu olarak adlandırabileceğimiz bir tablo vardır ve bir elemanın hesaplamada kullanması gereken tüm
verileri içerir. Eleman tablosu’nda eleman adı, düğüm noktaları, serbestlik derecesi, gerçek sabitler (real
constants), malzeme özellikleri, yüzey yükleri, cisim yükleri (body loads) ve anahtar seçenekler ile ilgili
veriler bulunur.
Her bir elemanın diğer bir elemana veya dış dünyaya bağlandıği düğüm noktaları vardır ve bunlar I, J, K...
şeklinde harflerle listelenir. Düğüm noktaları numaralandırılması, düğüm noktaları listesinde verilen liste ile
aynı sırada olmalıdır. Yani I düğüm noktası elemanın birinci düğüm noktası olmalıdır. Bazı elemanlar için
düğüm noktası sıralaması elemanın koordinat sistemi yönünü belirler.
Her bir eleman, analiz sonucunda tespit edilecek olan düğüm noktaları bilinmeyenlerini içeren bir serbestlik
derecesi setine sahiptir. Serbestlik derecesi, sıcaklık, basınç, yer değiştirme, dönme, voltaj vb. olabilir. Analiz
sonucunda elde edilen, gerilmeler, ısı akışları gibi sonuçlar işte bu serbestlik derecesi değerlerinden
hesaplanarak elde edilmiş değerlerdir. Düğüm noktalarında tanımlanmış olan serbestlik dereceleri haricen
kullanıcı tarafından belirlenebilen bir set olmayıp düğüm noktalarının bağlandığı eleman tipi ile belirlenen bir
özelliktir. Dolayısıyla eleman tipinin seçimi her hangi bir ANSYS analizi için çok önemli bir basamaktır.
Eleman matrislerinin hesaplanmasında kullanılması gereken fakat düğüm noktaları yerleşimi veya malzeme
özellikleri tarafından belirlenemeyen verilere gerçek sabitler (real connstants) denir. Tipik olarak gerçek
sabitler alan, kalınlık, iç çap, dış çap gibi kullanılan elemanın özelliğine bağlı olarak değişen ve analizin
gerçekleştirilebilmesi için kullanıcı tarafından ayrıca girilmesi gereken değerlerdir.
Gerçek sabitlerin girilmesi için R komutu kullanılır. Bu komutun R, SetTanımlamaNumarası, GerçekSabit1,
GerçekSabit2, ..., GerçekSabit6 şeklinde kullanımı vardır.
Gerçek sabit belirleme işlemi için grafiksel kullanıcı arayüzü kullanılacaksa Main Menu --> Preprocessor -> Element Type --> Add/Edit/Delete yolu izlenebilir.
Böylelikle ekrana gerçek sabitlerin tanımlanmasına, değiştirilmesine veya silinmesine imkan tanıyan Real
Constants penceresi gelir.
Açılan Real Constants penceresinde Add... tuşuna basılarak gerçek sabitler seti oluşturulması sağlanır. Add...
tuşuna basılması ile ekrana Element Type for Real Co... penceresi gelerek gerçek sabit değerlerinin seçili
hangi eleman için olacağının belirlenmesi sağlanır.
Element Type for Real Co... penceresinde eleman tipi seçildikten sonra OK tuşuna basılır. Bundna sonra artık
elemana gerçek sabit değerlerinin atanmasına imkan tanıyan pencere açılır.
Açılan bu pencere seçili olan elemanın tipine de bağlı olarak Real Constants for BEAM3 penceresidir. BU
pencerede elemanın tipine bağlı olarak gerçek sabit değeri olarak girilebilecek verilerin belirtildiği kutucuklar
vardır. Bu kutucuklara gerekli değerler girildikten sonra OK tuşuna basılır.
Ekrana tekrar gelen Real Constants penceresinde tanımlanmış olan bir gerçek sabit seti olduğu
görülmektedir. BU pencere kullanılarak tanımlanmış olan gerçek sabit seti verileri değiştirilebilir, silinebilir
veya bir başka gerçek sabit değerleri seti tanımlanabilir. Eğer ilave edilecek başka bir gerçek sabit seti yoksa
Close tuşuna basılarak işlem tamamlanır.
Her hangi bir elemanın ihtiyaç duyduğu gerçek sabitler listesi ANSYS Elements Reference el kitabında herbir
eleman için ayrı bir tabloda verilmiştir. R komutu kullanılarak gerçek sabit değerler tanımlama işlemi en fazla
6 sabit değerin tanımlanmasına izin verir. 6’dan fazla gerçek sabit girilmesinin gerekli olduğu durumlarda ise
RMORE komutu kullanılır. RMORE, GerçekSabit7, GerçekSabit8, ..., GerçekSabit12 şeklinde kullanılarak
aktif olan gerçek sabit setine ilave gerçek sabitler eklenmesinde kullanılır.
Herhangi bir gerçek sabit setini silmek için ise RDELE komutu kullanılabilir. BU komut RDELE,
SilinecekİlkSetNumarası, SilinecekİkinciSetNumarası, ArtışMiktarı şeklinde kullanılır.
Malzeme özellikleri, Young modülü (elastisite modülü), Poisson oranı, yoğunluk, termal iletkenlik katsayısı
gibi malzemeye ait mühendislik sabitleridir. Malzeme özelliklerinin atanmasında her bir malzeme için yine
bir referans numarası kullanılır. Her bir malzeme özelliğinin bir ANSYS etiket karşılığı vardır. EX, EY, EZ
boyut bileşenleri ile beraber Young Modülü anlamında kullanılıyorken, DENS yoğunluk vb. şeklindedir.
Bütün malzeme özellikleri sıcaklığın bir fonksiyonu olarak da girilebilir. Malzeme özelliklerinin tanımlaması
ve girişi Malzeme Özellikleri bölümünde detaylı olarak anlatılmıştır.
Bazı eleman tipleri yüzey yükleri uygulanmasına imkan tanır. Tipik yüzey yükleri yapısal elemanlar için
basınç, termal elemanlar için konveksiyon veya ısı akışı olarak verilebilir.
Çeşitli eleman tipleri de cisim yükleri uygulanmasına imkan tanır. Cisim yükleri yapısal elemanlar için
sıcaklık, termal elemanlar için ısı üretme hızı vb. olabilir. Cisim yükleri herbir eleman için eleman içindeki
uygulanma yeri ile beraber tanımlanmıştır. Örneğin PLANE42 elemanı için listede belirtilen ‘Temperatures:
T(I), T(J), T(K), T(L)’ cisim yükleri tanımlaması elemandaki I, J, K ve L düğüm noktalarında sıcaklık cisim
yükünün uygulanabileceğini göstermektedir. Cisim yükleri BF veya BFE komutları aracılığı ile uygulanabilir.
Anahtar seçenekler ise (Key Options); elemanlara ait bazı özelliklerin aktif hale getirilmesi veya iptal
edilmesi için kullanılan düğmeler gibidirler. Anahtar seçenekler, direngenlik formülasyonu seçenekleri, baskı
kontrolleri, eleman koordinat sistemi seçenekleri gibi seçenekleri içerir. Anahtar seçenekler KEYOPT(1),
KEYOPT(2),... şeklinde numaralandırılmıştır ve her bir anahtar seçenek için bir değer belirlemek
mümkündür. 1’den 6’ya kadar anahtar seçenekleri için giriş ET veya KEYOPT komutları ile
gerçekleştirilebilirken, 7 veya daha büyük numaralı anahtar seçeneği için değer belirleme işlemi ancak
KEYOPT komutu ile gerçekleştirilebilir. ET komutunun ET, ElemanReferansNumarası, ElemanAdı(veya
numarası), AnahtarSeçenek1, AnahtarSeçenek2,..., AnahtarSeçenek6 şeklinde kullanımı vardır. KEYOPT
komutu ise; KEYOPT, ElemanReferansNumarası, AnahtarSeçenekNumarası, AnahtarSeçenekDeğeri şeklinde
kullanılır.
Anahtar seçenek belirleme işlemi için grafiksel kullanıcı arayüzü kullanılacaksa eleman tipinin belirlenmesin
de olduğu gibi Main Menu --> Preprocessor --> Element Type --> Add/Edit/Delete yolu izlenir.
Ancak açılan bu Element Types penceresinde anahtar seçenek tanımlaması yapmak istediğimiz eleman için
elemanın önceden tanımlanmış olması gerekmektedir. Anahtar seçenek belirlemek istediğimiz eleman
işaretlendikten sonra Options... tuşuna basılarak eleman için anahtar seçenek belirleme penceresi aktive edilir.
Yukarıda seçili eleman için ekrana gelecek olan pencere BEAM3 element type options penceresidir. Bu
ğencere kullanılarak gerekli anahtar seçenek değişiklikleri belirlendikten sonra OK tuşuna basılır.
Anahtar seçeneklerin başlangıç değerlerinin (default) ANSYS’in farklı ürünlerinde farklı olabileceğini dikkate
almak gerekir. Yani eğer bir ‘input file’ birden fazla farklı ANSYS ürününde kullanılacaksa, anahtar
seçeneklerin başlangıç değerlerinin farklı olmadığından emin olmak veya farklılık varsa bunu düzeltmek
gerekir. Aksi durumda aynı ‘input file’ farklı ANSYS ürünlerinde farklı davranış gösterebilir.
ELEMANLARA BÖLME
Sonlu elemanlar çözümünün gerçekleştirilebilmesi için eleman ve düğüm noktalarına ihtiyaç duyarız.
Elemanlara bölme işlemi de katı modelin eleman ve düğüm noktaları ile doldurulması işlemidir.
Bir sonlu elemanlar analizinde elemanlara bölme işleminde eleman yoğunluğu arttıkça çözüm gerçek çözüme
o kadar yaklaşır. Ancak, eleman yoğunluğu arttıkça çözüm zamanı ve bilgisayar kaynağı gereksinimi de o
ölçüde artar. Dolayısıyla gerekli olan eleman yoğunluğuna karar vermek gerekir. Bunu analiz öncesinde
tahmin etmek oldukça güçtür. Ancak gerekli eleman yoğunluğunu belirlemek amacıyla uygulanabilecek bir
takım pratik öneriler verilebilir:
Örneğin bir gerilme analizinde, eğer yüksek doğrulukta gerilmelere ihtiyaç duyuyorsak, yüksek yoğunlukta
eleman kullanmak, yüksek doğruluğun istendiği bölgede yapıda herhangi bir geometrik detayı ihmal
etmemek, modelin herhangi bir yerindeki herhangi bir basitleştirmenin önemli bir hata oluşturabileceğini göz
önünde bulundurmak gerekir. Eğer yerdeğiştirmeler ve nominal gerilme değerleri bizim için daha önemli ise;
daha düşük bir eleman yoğunluğunun yeterli olabileceği ve küçük geometrik detayların ise ihmal edilebileceği
göz önünde bulundurulabilir.
Bir ısıl analizde ise eleman yoğunluğu genellikle tahmin edilen ısı değişim meyiline göre belirlenir. Yani eğer
yapıda yüksek ısıl farklar ön görülüyorsa yüksek yoğunluklu eleman kullanılmalı iken eğer yapıda düşük ısıl
meyil öngörülüyorsa düşük eleman yoğunluğu yeterli olabilir. Bir ısıl analizde genellikle ufak geometrik
detaylar ihmal edilebilir. Ancak bir ısıl analiz sonrası yapı gerilme analizine de tabi tutulacaksa bu durumda
gerilme analizinden beklentilerimize göre eleman yoğunluğuna karar vermeliyiz.
ANSYS'de iki tip sonlu elemanlar oluşturma yöntemi vardır. Bunlardan ilki yukarıdan aşağıya modelleme
yöntemi olan önce katı modelin oluşturulması ve bunun sonlu elemanlara bölünmesidir. İkincisi ise doğrudan
oluşturma veya aşağıdan yukarıya diye adlandırılabilecek direk düğüm noktaları ve elemanlar kullanarak
modeli oluşturmadır.
Biz bu bölümde yukarıdan aşağıya modelleme yöntemini ele alacağız. Yani çözümü istenen probleme ait
sistemin katı modeli çizilmiş ancak çözümün gerçekleştirilmesi için gerekli olan sonlu elemanlar modeli
henüz oluşturulmamış olsun. Amacımız bu sonlu elemanlar modelini oluşturmak olacak.
Bir katı modelin elemanlara bölümü işlemine, eleman şeklini
seçerek başlamak iyi bir başlangıç noktası olacaktır. Bunun
için kullanılan komut MSHAPE'dir. MSHAPE, Anahtar,
Boyut şeklinde kullanılan bu komutta Anahtar yerine 0 veya
1 yazılabilir. 0 yazıldığında eleman şekli iki boyutlu eleman
için dörtgen, üç boyutlu eleman için altı yüzlü olacaktır. 1
yazıldığında ise eleman şekli iki boyutlu eleman için üçgen,
üç boyutlu eleman için dörtyüzlü olacaktır. Boyut bölümünde
ise modelin veya elemanlara bölünecek olan geometrik
bileşenin boyutu belirtilir. Buna göre buraya 2D veya 3D
yazılır. MSHAPE komutunun kullanılmadığı durumda ise
ANSYS, atanan eleman için, başlangıç olarak kabul edilmiş
olan şekli kullanacaktır.
Aşağıda verildiği şekilde uygulanacak olan komutlar dizisi
yandaki şekilde görüldüğü gibi katı modelimiz üçgen
elemanlara bölünecektir:
/PREP7
RECTNG,0,10,0,10
ET,1,plane42
ESIZE,3
MSHAPE,1,2d
AMESH,1
Halbuki aynı komut dizisinde MSHAPE komutu;
MSHAPE,2,2d
şeklinde kullanılmış olsaydı aynı alan dörtgen elemanlara bölünmüş olacaktı.
MSHAPE komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü erişimi Main Menu kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu
işlem için Main Menu --> Preprocessor --> Meshing --> Mesher Opts yolu izlenebilir.
Bu durumda ekrana pekçok elemanlara bölme seçeneği sunan Mesher Options penceresi gelir. Bu pencerede
[MSHKEY] bölümünde KEY bölümü Mapped olarak işaretlenerek OK tuşuna basılır.
Böylelikle ekrana elemanların şeklini seçebilmemize imkan tanıyacak olan Set Element Shape penceresi
gelir. 2d Shape key kısmında Quad veya Tri olarak verilen seçenekler alanımızın hangi şekildeki elemanlara
bölüneceğinin belirlenmesinde kullanılır. Quad seçeneği alanın dörtgen elemenlara bölünmesine neden
olurken Tri seçeneği alanın üçgen elemanlara bölünmesine neden olur. Bu pencerede OK tuşuna basılarak
seçim işlemi tamamlanır.
Eleman şeklini belirledikten sonra bir katı modelin elemanlara bölünmesi işlemi öncesi eleman sıklığının da
tanımlanması gerekir. Aşağıdan yukarıya doğru modelleme yönteminde, eleman yoğunluğunu iki şekilde
belirleme imkanı vardır. Bunlardan birincisi 'eleman boyutu'nun belirtilmesi, ikincisi ise 'eleman bölütlerinin
sayısı'nın belirtilmesidir.
Eleman yoğunluğunun belirtilmesinde kullanılan komutlardan biri belki de ilki ESIZE komutudur. Bu
komutun ESIZE, ElemanBoyutu, BölütSayısı şeklinde kullanımı vardır.
ESIZE komutunun ESIZE, ElemanBoyutu şeklinde kullanımı esnasında elemanlara bölünecek olan geometrik
bileşen, eleman boyutuna tam olarak bölünemiyorsa eleman bölüt sayısı bir üstteki tam sayıya yuvarlanır.
Örneğin 10 birim uzunluğundaki bir çizgi bileşen için ESIZE,3 komutunun kullanılması neticesinde 10
birimlik bileşen 4 elemana sahip olacaktır.
/PREP7
K,1,0,0
K,2,10,0
L,1,2
ET,1,beam23
ESIZE,3
LMESH,1
/PNUM,elem,1
EPLOT,all
ESIZE komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü kullanılarak erişim Main Menu --> Preprocessor --> Meshing
--> Size Cntrls --> ManualSize --> Global --> Size yolu izlenerek sağlanabilir.
Böylelikle ekrana SIZE bölümü ile eleman boyutunun belirlenebileceği, NDIV bölümü ile ise eleman
bölütleri sayısının belirlenebileceği Global Element Sizes penceresi gelir. Eleman boyutu belirlenmesinde
esas olacak değişken belirlendikten ve değeri girildikten sonra OK tuşuna basılır. Burada dikkat edilmesi
gereken nokta eğer SIZE bölümüne eleman boyutu değeri girimesi durumunda ANSYS'in NDIV bölümüne
girilen değeri dikkate almayacağıdır.
Analizi yapılacak modelin sonlu elemanlara bölünmesinde eleman boyutunu veya bölüt sayısını belirleyen
diğer iki komut KESIZE ve LESIZE'dır. KESIZE ile anahtar noktanın bağlı olduğu çizgi bileşenlerin
eleman bölütleri belirlenir. KESIZE komutu KESIZE, AnahtarNoktaNumarası, ElemanBoyutu, Faktör1,
Faktör2 şeklinde kullanılır.
KESIZE komutu kullanılarak eleman yoğunluğunun yüksek olmasının istendiği bölgeler kolaylıkla yüksek
eleman yoğunluğuna sahip olacak şekilde elemanlara bölünebilir. KESIZE komutu daha önce LESIZE gibi
başka bir komut tarafından bölütleri belirlenmemiş olan çizgiler üzerine etki eder. LESIZE komutu belli bir
çizgi için kullanılmış ise o çizgilerden herhangi birine ait bir anahtar noktaya uygulanacak olan KESIZE
komutu dikkate alınmayacaktır.
/PREP7
K,1,0,0
K,2,10,0
L,1,2
ET,1,Link1
ESIZE,5
KESIZE,1,1
LMESH,1
/PNUM,elem,1
EPLOT
Yukarıdaki örnekte ESIZE,5 komutu ile eleman boyutunun 5
birim olacağı belirtilmiştir. Ancak bu komuttan sonra
kullanılan KESIZE,1,1 komutu ile de 1 numaralı anahtar
noktadan itibaren eleman boyutunun 1 birim istendiği
belirtilmiştir. Buna göre ANSYS eleman boyutlarını 1
numaralı anahtar noktayı içeren elemanın büyüklüğü 1 birim
olarak belirlerken buna en uzak noktadaki eleman boyutunu 5
birim olarak belirlemiş ve diğer elemanların büyüklüğünü de
buna göre otomatik olarak ayarlamıştır.
Yandaki şekilde, delik çevresinde eleman yoğunluğunu yüksek tutmak için KESIZE komutunun örnek bir
kullanımı verilmiştir.
/PREP7
ET,1,plane42
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
AMESH,3
KESIZE komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü kullanılarak erişim Main Menu --> Preprocessor -->
Meshing --> Size Cntrls --> ManualSize -->Keypoints --> Picked KPs yolu izlenerek sağlanabilir.
Böylelikle ekrana anahtar noktaların seçilebilmesine imkan tanıyan Elem Size at Picked KP penceresi açılır.
Eleman boyutunun belirleneceği anahtar noktaların seçimi işlemi tamamlandıktan sonra OK veya Apply
tuşlarına basılır.
Elem Size at Picked KP penceresinde OK tuşuna basıldıktan sonra ekrana eleman boyutunun girilebilmesine
imkan tanıyan Element Size at Picked Keypoints penceresi gelir. Bu pencerede SIZE bölümündeki
kutucuğa eleman boyutu girilerek OK tuşuna basılır.
LESIZE komutu çizgi bileşenlerde bölüt sayısının ve bölütler arasındaki oranın belirlenmesinde kullanılır.
Bu komut; LESIZE, ÇizgiNumarası, ElemanBoyutu, YayÇizgiBölütSayısı, BölütSayısı, BölütlerOranı şeklinde
kullanılır.
LESIZE komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü kullanarak erişmek için Main Menu --> Preprocessor -->
Meshing --> Size Cntrls --> ManualSize -->Lines --> Picked Lines yolu izlenir.
Böylelikle ekrana çizgilerin seçilebilmesine imkan tanıyacak olan Elem Size on Picked... penceresi gelir.
Eleman boyutunun belirleneceği çizgilerin seçimi işlemi tamamlandıktan sonra OK tuşuna basılır.
Böylelikle ekrana Element Sizes on Picked Lines diyalog penceresi gelir. Bu açılan diyalog penceresinde
SIZE yazan bölüme çizgi bileşen boyunca eleman boyutu veya NDIV yazan bölüme çizgi bileşen boyunca
istenen bölüt sayısı yazılır. Eğer bölüt oranı belirtilecek ise SPACE kısmına bununla ilgili değer yazılır ve
herşey tamamsa OK tuşuna basılır.
LESIZE komutunda bulunan BölütlerOranı (SPACE) seçeneğine biraz daha yakından bakalım isterseniz:
Eğer bölüt oranı olarak girilen değer pozitif ise ve 1'den büyük ise eleman boyutu çizgi bölümleme işleminin
başladığı anahtar noktadan diğer uçtaki anahtar noktaya doğru giderek artar.
/PREP7
K,1,0,0
K,2,10,0
L,1,2
ET,1,Link1
LESIZE,1,1,,,3
LMESH,1
/PNUM,elem,1
EPLOT
Eğer bölüt oranı olarak girilen değer pozitif ve değer 1'den küçük olursa çizgi bölümleme işleminin başladığı
anahtar noktadan diğer uçtaki anahtar noktaya doğru giderek eleman boyutu azalacaktır.
/PREP7
K,1,0,0
K,2,10,0
L,1,2
ET,1,Link1
LESIZE,1,1,,,0.3
LMESH,1
/PNUM,elem,1
EPLOT
Eğer bölüt oranı olarak girilen değer
negatif ise bu girilen değerin mutlak
değeri çizgi bileşenin ortasındaki
elemanların kenarlardaki elemanlara oranı
olacaktır. Yani değer -1'den küçük ise
çizgi bileşen boyunca kenarlardaki
elemanlar daha büyük olacaktır.
/PREP7
K,1,0,0
K,2,10,0
L,1,2
ET,1,Link1
LESIZE,1,1,,,-3
LMESH,1
/PNUM,elem,1
EPLOT
Eğer bölüt oranı olarak girilen değer negatif ve -1'den büyük olursa çizgi bileşendeki ortadaki elemanlar daha
büyük olacaktır.
/PREP7
K,1,0,0
K,2,10,0
L,1,2
ET,1,Link1
LESIZE,1,1,,,-0.3
LMESH,1
/PNUM,elem,1
EPLOT
ELEMANLARA BÖLME
Tüm bu komutların ötesinde, ANSYS, geometrik bileşenlerin sonlu elemanlara bölünmesi işleminde
kullanılmak üzere bir elemanlara bölme aracını Main Menu içine yerleştirmiştir.
Elemanlara bölme aracının çeşitli seçenekleri kullanılarak modelimizin elemanlara bölünmesi işlemi
kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Bu elemanlara bölme aracı kullanılarak akıllı elemanlara bölme aracı kullanıp
kullanmayacağımızı belirlememiz, anahtar nokta için, tabaka için, çizgi için ve genel olarak eleman boyutları
belirlememiz, eleman şeklini belirlememiz, elemanlara bölme işleminin serbest'mi yoksa planlanmış'mı
olacağını belirlememiz, daha önceden elemanlara bölünmüş olan bir geometrinin elemanlarını silmemiz ve
daha sonraki gerekli olabilecek eleman yoğunluğu arttırma işlemini gerçekleştirmemiz mümkündür.
Elemanlara bölme aracı kendimiz kapatmadığımız veya Preprocessor'dan çıkmadığımız sürece aktif olarak
kalacak ve kolaylıkla istediğimiz anda erişebilmemize imkan tanıyacaktır.
Bu araca ulaşmak için Main Menu --> Preprocessor --> Meshing --> Mesh Tool ... yolu izlenir.
Bu yolun izlenmesi neticesinde elemanlara bölme aracı diyalog penceresi Mesh Tool ayrı bir pencere olarak
açılır.
Mesh Tool penceresindeki Element Attributes kısmı elemanlara ait özelliklerin belirlenmesi amacıyla
kullanılır.
Global seçeneği seçildikten sonra Set tuşuna basılması ile genel eleman özelliklerinin belirlenmesinde
kullanılacak olan Element Attributes penceresi açılır.
Volumes, Areas, Lines veya Keypoints seçeneklerinin herhangi biri seçildikten sonra Set tuşuna basılması
neticesinde ise önce ilgili bileşenin seçilebilmesine imkan tanıyacak olan pencere açılır. Örneğin Areas
seçeneği seçilmiş ise ekrana Areas Attributes penceresi gelir.
Seçim işlemi tamamlanıp Area Attributes pencereinde OK tuşuna basıldıktan sonra ise ekrandaki Area
Attributes penceresi gerekli tanımlamaların gerçekleştirilebilmesine imkan tanıyacak şekilde değişir ve ilgili
değişiklikler gerçekleştirildikten sonra OK tuşuna basılır.
Mesh Tool penceresindeki Smart Size kutucuğu seçili hale getirilerek akıllı elemanlara bölme işlemi aktif
hale getirilebilir. Kutucuğun seçili hale gelmesi ile bu bölümde bulunan yatay kaydırma çubuğu aktif hale
gelir ve başlangıç eleman boyutunun tespit edilmesinde kullanılır. Kaydırma çubuğu 1 ile 10 arasında değer
alır ve 1 değeri yüksek
eleman yoğunluğuna
neden olurken 10
düşük eleman
yoğunluğuna neden
olur. Bu komut için
başlangıç değeri
ANSYS tarafından 6
olarak alınmıştır.
elemanlara bölme işleminde kullanılabilir.
bölme işleminde akıllı bölümle aktif hale
Akıllı elemanlara
bölme işlemi serbest
Planlanmış elemanlara
getirilemez.
PREP7
PCIRC,1
/PNUM,AREA,1
ASBA,2,1
ET,1,PLANE42
RECTNG,-4,4,-3,3
APLOT
komutları ile oluşturulmuş yandaki şekilde
alanımız olsun.
gösterildiği gibi bir
Bu alanın elemanlara bölme işlemini Mesh
gerçekleştirelim. Smart Size kutucuğunu aktif
çubuğunu da 5 gelecek şekilde ayarlayalım.
seçim penceresini Areas olarak belirleyelim.
seçeneğinin tıklanması ile elemanlara
seçmemizi sağlayacak olan alan seçim
Tool kullanarak
hale getirip kaydırma
Mesh bölümündeki
Mesh Tool'da Mesh
bölünecek olan alanı
penceresi açılacaktır.
Elemanlara bölmeyi istediğimiz alanı fare imleci ile seçip Mesh Areas penceresşndeki OK tuşuna basıldığında
akıllı elemanlara bölme aracı kullanılırak alanımızın elemanlara bölünmesi sağlanmış olur.
Bu alanın elemanlara bölünmüş hali aşağıda verilen şekildeki gibi olacaktır:
Yukarıdaki örnekte verilen eleman yoğunluğunun delik çevresinde yeterli olmadığını varsayalım ve bu
bölgede eleman yoğunluğunu arttırmak için de elemanlara bölme aracını kullanalım. Mesh Tool
penceresindeki Refine at: kısmındaki seçim penceresinde Lines seçeneğini seçerek Refine tuşuna basalım.
Çevresindeki elemanların yoğunluğunu arttırmayı istediğimiz çizgilerin seçilebilmesine imkan tanıyacak olan
Refine mesh at lines penceresi açılır.
Fare imleci ile daireyi oluşturan dört çizginin işaretlenmesi tamamlandıktan sonra Refine mesh at lines
penceresinde OK tuşuna basalım. Seçili çizgili elemanlar etrafında eleman yoğunluğunun ne derece
arttırılmasını tespit etmeye yarayacak olan Refine Mesh at Line penceresi açılır. Bu pencerede eleman
yoğunluğu derecesini 1 (Minimal) olarak kabul ettikten sonra OK tuşuna basalım.
Bu durumda modelimizin elemanlara bölünmüş hali şu şekilde olacaktır:
Elemanlara bölme işlemi iki şekilde gerçekleştirilebilir:
1. Serbest (Free) elemanlara bölme
2. Planlanmış (Mapped) elemanlara bölme
Serbest elemanlara bölme işleminde elemanlara bölünecek olan modelin geometrisine ve kullanılan elemanın
alabileceği şekillere bağlı olarak eleman şekli, elemanlara bölme işlemi esnasında ANSYS tarafından en
düşük eleman yoğunluğuna sahip olacak şekilde otomatik olarak ayarlanır.
/PREP7
ET,1,Plane42
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
AMESH,3
komutlarını kullanarak yandaki gibi bir sonlu elemanlar modeli elde etmiştik. Bu model 517 eleman ve 564
düğüm noktasından oluşmaktadır.
Halbuki aynı modeli analiz sonrası sonuç dağılımını da tahmin ederek daha uygun bir tarzda ve yalnızca
dörtgenlerden oluşan yani planlanmış şekilde elemanlara bölmek isteseydik kullanabileceğimiz komut dizisi
şu şekilde olabilecekti:
/PREP7
ET,1,Plane42
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
LCCAT,6,7
MSHKEY,1
AMESH,3
Bu model 784 eleman ve 841 düğüm noktasından oluşmuştur.
Burada elemanlara bölme işleminin planlanmış şekilde olmasını ANSYS'e tanıtmak amacıyla MSHKEY
komutu kullanılmıştır. MSHKEY komutu elemanlara bölme işleminin serbest'mi yoksa planlanmış'mı
olacağının tanımlanması amacıyla kullanılır. Bu komut MSHKEY, Anahtar şeklinde kullanılır. Anahtar
kısmına yazılacak olan 0 değeri elemanlara bölme işleminin serbest olacağını belirtirken 1 değeri elemanlara
bölme işleminin planlanmış şekilde olacağını belirtir. Eğer bu değer 2 olarak belirtilirse elemanlara bölme
işleminin mümkünse planlanmış şekilde olması gerektiğini aksi takdirde ise serbest olabileceğini belirtmek
için kullanılır.
Tamamiyle düzgün dörtgen elemanlar kullanarak bir alanı elemanlara bölmek istiyorsak alanımızın kenar
sayısının da dört olması gerekmektedir. Eğer geometrik alanımız dörtten fazla kenar içeriyorsa bazı
kenarlarını birleştirerek kenar sayısını dörde düşürmemiz gerekir. Yukarıdaki örneğimizde de alanımız 5
kenar içermekteydi. Biz bu kenarlardan ikisini LCCAT komutunu kullanarak elemanlara bölme işlemi
öncesinde birleştirdik. LCCAT komutu planlanmış elemanlara bölme işlemi için birden fazla çizgiyi
birleştirir. Bu komutun LCCAT, BirleştirilecekİlkÇizgi, BirleştirilecekİkinciÇizgi şeklinde kullanımı vardır.
Bu komutun kullanılabilmesi için çizgilerin komşu yani birbirini takip ediyor olması gereklidir. Böylelikle
seçilen çizgiler planlanmış elemanlara bölme işlemi için birleştirilirler.
Benzer şekilde 3 boyutlu geometriye sahip olan bir katı modelde planlanmış elemanlara bölme işlemi
gerçekleştirmek istediğimizi varsayalım ve parçamızın geometrisi de aşağıdaki şekilde verildiği gibi olsun:
/PREP7
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
VOFFST,3,4
Planlanmış elemanlara bölünmesini istediğimiz hacmimizin, planlanmış elemanlara bölme işleminde
kullanılacak olan elemanın geometrisine bağlı olarak 6 yüzlü alan ile sınırlandırılmış tuğla şekilli, 5 yüzlü
alan ile sınırlandırılmış prizma şekilli veya 4 alan ile sınırlandırılmış dörtyüzlü hacim olması gerekir. Ayrıca
hacmimizin karşı yüzlerde eşit sayıda bölütlere sahip olması gerekir.
Bu şartları sağlayacak ve hacmimizi elemanlara bölecek olan komut dizisi şu şekilde olacaktır:
/PREP7
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
VOFFST,3,4
ET,1,Solid5
ACCAT,4,5
KESIZE,1,0.4
KESIZE,2,0.4
KESIZE,3,0.4
KESIZE,10,0.4
ESIZE,0.8
VMESH,1
/VIEW,1,1,2,3
/PLOPTS,info,0
/PLOPTS,logo,0
/REPLOT
Yukarıda bahsedilen şartları karşılamak için önce hacmimizin 6 alan ile sınırlandırılmasını sağlayacak şekilde
istediğimiz iki alanı ACCAT komutu ile birleştirdik. Karşı yüzlerde eleman bölütlerinin eşit olmasını
sağlayacak şekilde de eleman bölütlerini KESIZE ve ESIZE komutları ile belirledik. VMESH komutunu
kullanarak hacmimizin elemanlara bölünmesi işlemini gerçekleştirdik.
Komut satırı girişi olarak verilen /VIEW, /PLOPTS ve /REPLOT komutları yukarıdaki şekilde verilen
görüntünün elde edilmesi amacıyla kullanılmıştır.
Aynı geometrik şeklin dörtyüzlü elemanlara bölünmesini isteseydik kullanacağımız komut dizisi şu şekilde
olacaktı:
/PREP7
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
VOFFST,3,4
ET,1,Solid45
KESIZE,1,0.4
KESIZE,2,0.4
KESIZE,3,0.4
KESIZE,10,0.4
ESIZE,0.8
MSHAPE,1,3d
VMESH,1
/VIEW, 1 ,1,2,3
/PLOPTS,info,0
/PLOPTS,logo,0
/REPLOT
Bu iki komut satırı arasında iki önemli fark vardır:
Bunlardan birincisi altı yüzlü elemanlara bölmek istediğimiz katı modelimizi geometrik zorunluluğu
sağlayacak şekilde ACCAT komutunun ilk seçenekte kullanılmış olmasıdır.
İkinci önemli fark ise; seçilen eleman tipinin hangi eleman şekline sahip olacağının önceden belirlenmeş
olmasıdır. İlk örnekte kullanılan Solid5 elemanı ancak 6 yüzlü elemanların oluşturulmasında
kullanılabiliyorken, Solid45 elemanı altıyüzlü, beşyüzlü ve dörtyüzlü elemanların eldesinde
kullanılabilmektedir. Dolayısıyla ikinci örneğimizde dörtyüzlü eleman elde etmek istediğimiz için Solid5
elemanını değilde Solid45 elemanını kullandık.
Tabiki eleman seçimindeki tek kriter bu değildir. Eleman seçiminde en önemli kriterler; serbestlik derecesi ve
eleman düğüm sayısıdır. Yukarıdaki örneklerde kullanılan elemanlar bunları dikkate almayarak sadece
kullanılabildikleri eleman şekli için örnek olarak seçilmiştir.
ANALİZ TİPİ
Aslında bir modelin oluşturulmaya başlanması ile analiz tipi önceden belirlenmiş olsa da ANSYS içinde
analiz tipinin belirlenmesi işlemi genellikle çözüm (solution) işlemcisi içerisinde gerçekleştirilir.
Genel olarak analizler;
- Yapısal
- Termal
- Elektromanyetizma
- Akışkan
- Bağlı Alan (coupled field)
alanlarından birine dahildir. Analizin adı geçen bilim dallarından birine ait olması durumu, seçilen elemanın
tipi ile yani elemanın sahip olduğu serbestlik derecesi ile belirlenir.
Bununla beraber analiz tipi; statik, modal, harmonic, transient, spectrum, eğilme (buckling) ve altyapı
(substructuring) tiplerinden biri olarak belirlenir:
- Statik analiz; hemen bütün serbestlik derecesine sahip elemanlar ile yani bütün bilim dalları için
gerçekleştirilebilen analiz tipidir.
- Modal analiz; yapısal veya akışkan serbestlik derecelerine sahip elemanlar ile gerçekleştirilebilir.
- Harmonic analiz; yapısal, akışkan, manyetik veya elektrik serbestlik dereceleri için geçerlidir.
- Transient analiz de statik analiz gibi, hemen bütün serbestlik derecesine sahip elemanlar ile yani bütün bilim
dalları için gerçekleştirilebilen analiz tipidir.
- Spectrum analizi, önceden bir modal analizin gerçekleştirilmiş olduğunu belirtir ve bütün yapısal serbestlik
dereceleri için uygulanabilen bir analiz tipidir.
- Eğilme analizi, önceden öngerilme ile yüklenmiş bir sistemde eğilme analizi yapabilmeye imkan tanır.
- Altyapı analizleri bütün serbestlik dereceleri için gerçekleştirilebilir bir analiz tipidir.
Analiz tipinin belirlenmesi için kullanılan komut ANTYPE'dir. Bu komutun ANTYPE, AnalizTipi,
AnalizDurumu şeklinde kullanımı vardır.
ANTYPE komutu içinde AnalizTipi kısmına yukarıda bahsedilen analiz tiplerinden birine ait terimin
yazılması gerekir. Yani statik analiz için STATIC, modal analiz için MODAL, harmonic analiz için HARMIC,
transient analiz için TRANS, spectrum analizi için SPECTR, eğilme analizi için BUCKLE ve altyapı analizi
için de SUBSTR yazılır. AnalizDurumu kısmına ise NEW veya REST seçeneklerinden biri yazılarak analizin
durumu belirlenmiş olur. NEW seçeneği analizin yeni bir analiz olduğunu ifade eder. REST seçeneği ise bir
önceki analizin yineleneceğini belirtmek amacıyla kullanılır ve yalnızca statik, full transient ve altyapı
analizleri için geçerlidir.
ANTYPE komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü kullanarak erişmek için Main Menu --> Solution -->
Analysis Type --> New Analysis yolu izlenir.
Bu yolun takip edilmesi ile ekrana New Analysis iletişim penceresi açılır. Bu pencere üzerindeki
seçeneklerden bizim için geçerli olan analiz tipi işaretlenerek OK tuşuna basılır.
Seçilen analiz tipine bağlı olarak belirlenmesi gereken ilave tanımlamalar var ise buna uygun olarak ayrı
pencere de ekrana gelebilir. Örneğin belirlenmiş olan transient analiz tipi için ekrana Transient Analysis
penceresi gelmiştir.
Grafiksel kullanıcı arayüzü kullanılarak bir önceki analizin yeniden gerçekleştirilmesinin istendiği durumda
ise; Main Menu --> Solution --> Analysis Type --> Restart yolu izlenmelidir.
Böylelikle ekrana Restart iletişim penceresi gelecektir. Bu iletişim penceresinde yeniden başlatılacak olan
analizin nereden itibaren başlatılacağının belirtilmesine imkan tanıyan Load Step Number ve Sub Step
Number kutucukları vardır. Gerekli tanımlamalar gerçekleştirildikten sonra Restart iletişim penceresinde OK
tuşuna basılır.
Yalnızca statik (veya kararlı durum) ve transient analizler Restart edilebilir. Bir analizin Restart edilebilmesi
için önceki analizde oluşturulan Jobname.EMAT, Jobname.ESAV ve Jobname.DB dosyalarının mevcut olması
gerekir. Analiz tipi ve analiz seçenekleri ilk çözüm işlemi tamamlandıktan sonra değiştirilemezler.
Peki bir Restart işlemine ne zaman ihtiyaç duyabiliriz? Mesela bu; analiz sonrası yüklemenin
değiştirilmesinin istendiği bir durum olabilir. Veya lineer olmayan bir analizde çözümün yakınsadığını
(converge) ancak iterasyon sayısının yetersiz olduğu bir durum olabilir. Dolayısıyla izin verilen iterasyon
sayısını arttırıp analizi tekrar yeniden başlatmak isteyebiliriz. Ya da yakınsamayan bir analizde zaman
aralıklarını azaltıp analizi tekrar başlatmak isteyebiliriz.
Örnek bir Restart işlemi komut satırları girişi şu şekilde olabilir:
! Restart işlemi
/FILNAME,...
! İş adı
RESUME
! İş adı önceki komut satırında verilen işe ait DB dosyasını yükle
/SOLU
! Çözüm işlemcisini etkinleştir
ANTYPE,,rest
! Analizin bir önceki analizin yeniden başlatılması şeklinde olacağını belirt
!
! Yeni yükler veya yük seçenekleri uygula.
! Lineer olmayan analiz için düzeltici yeni faaliyetleri belirt.
!
SAVE
SOLVE
! Yeniden analiz işlemini başlat
SAVE
! Daha sonraki Restart işlemleri için yapılanları kaydet
FINISH
! Çözüm işlemcisinden çık
SINIR ŞARTLARI
Gerçekte ANSYS içinde sınır şartları tanımlama işlemi, yük tanımlama işleminden çok da farklı değildir.
Ancak biz farklı bir kapsama sahip olduğu için ayrı bir konu olarak anlatılmasını daha uygun bulduk.
Buna göre;
- serbest cisim hareketinin engellenerek sistemin çözülebilmesi,
- modelin simetrik yapısının belirlenmesi,
- modelin antisimetrik yapısının belirlenmesi,
- üç boyutlu bir sistemin iki boyutlu olarak modellenmesi (düzlem genleme, düzlem gerilme, eksenel simetrik)
durumlarını belirlemede izlediğimiz adımlara sınır şartlarını
belirleme diyoruz.
Çözüm uzayında yük uygulanmış olan bir cisim buna karşı
koyabilecek bir durum olmadığı sürece yük doğrultusunda
serbest hareket edecektir. Bu durum ise, çözülmesini
istediğimiz sistem için uygun olmayabilir.
Örneğin aşağıdaki şekilde verildiği gibi modelimize bir
basınç uygulamak isteyelim:
/PREP7
ET,1,Plane42
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
LCCAT,6,7
MSHKEY,1
AMESH,3
FINISH
/SOLU
ANTYPE,0
/PSF,pres,,2
SFL,6,pres,-5,
SOLVE
Yukarıda verilen komut dizisinin kullanımından sonra ANSYS çözümün gerçekleştirildiğine dair aşağıdaki
uyarı penceresini ekrana getirecektir.
Utility Menu --> List --> Files --> Error File ... yolunun izlenmesi,analiz süresince ANSYS tarafından tespit
edilmiş olan uyarı (warning) ve hata (error) mesajlarını kaydeden Error File dosyasını ekrana getirir.
Bu Error File dosyasının tamamlanan bir analiz sonrası incelenmesi takip edecek olan analizler açısından
faydalı olacaktır. Bu dosyada gösterilen uyarı mesajları analizin ANSYS tarafından durdurulmasına neden
olmaz iken hata mesajları analizin veya işlemin o noktada kesildiğine işaret eder. Yukarıda komut dizisi
verilmiş olan analiz sonrası Error File dosyasının görünümü ise aşağıad verilmiştir. İlk hata mesajında D
komutu kullanılarak herhangi bir sınırlayıcının kullanılmadığı belirtilmektedir. İkinci hata mesajında da
yetersiz sınırlandırılmış model ihtimaline karşı tekrar bir kontrol yapılması istenmektedir.
Eğer biz yukarıdaki komut dizisinde SFL,6,pres,-5e3, komutunu kullanmış olsaydık yalnızca uyarı mesajı
almayacak aynı zamanda ekranda da ortaya çıkan bir hata mesajı alacaktık.
Bu Error penceresi işlemin o noktada kesilmesine neden
olur. Bu mesaja göre de yapıda serbest cisim hareketi
olabileceğine dair açıklama verilmektedir.
Sonlu elemanlar analizinde uygulanan yük nedeniyle
oluşabilecek serbest cisim hareketini engellemek için D sınıfı
komut sınırlayıcıları kullanılır. D komutu; D,
DüğümNumarası, SerbestlikDerecesiEtiketi,
SerbestlikDerecesiDeğeri, İkinciSerbestlikDerecesiDeğeri,
UygulanacakSonDüğümNumarası, DüğümNumarasıArttırımı
şeklinde kullanılır. İkinciSerbestlikDerecesiDeğeri kompleks
sayı kullanılmasına izin veren SerbestlikDerecesiEtiketi için
kullanılır ve SerbestlikDerecesiDeğeri kompleks sayının reel kısmını gösterirken
İkinciSerbestlikDerecesiDeğeri kompleks sayının sanal kısmının değerini gösterir.
Yukarıdaki örneğimize geri dönecek olursak serbest cisim hareketini engellemecek için modele x yönünde
sınırlılık koymak gerekir. Bu amaçla kullanabileceğimiz komutlar D,1,UX,0 ve D,58,UX,0 olabilir. ANSYS,
bu komutun çalıştırılması neticesinde 1 ve 58 numaralı düğümlere aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi sınırlılık
sembolünü ilgili yönü de belirtecek şekilde yerleştirecektir.
Böylelikle modelimiz çözülebilir olacaktır. Çözüm işlemi sonrası X yönündeki yerdeğiştirmeler grafiği
aşağıdaki şekilde verildiği gibi olacaktır.
/PREP7
ET,1,Plane42
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
LCCAT,6,7
MSHKEY,1
AMESH,3
finish
/SOLU
ANTYPE,0
/PSF,pres,,2
D,1,UX,0
D,58,UX,0
SFL,6,pres,-5e3,
SOLVE
finish
/POST1
PLNSOL,U,X,0,1
Çözülmesini istediğimiz sistemin gerçekte aşağıda verildiği şekilde olduğunu varsayalım:
O halde bu sistemin simetrik yapısından yararlanmak ve çeyrek model kullanmak mümkün. Böylelikle
kullanmak zorunda olduğumuz eleman sayımız azalacak ve çözüm süremiz kısalacaktır.
Model geometrisini oluşturduktan sonra simetri eksenlerinin ANSYS'e tanıtılması gerekir. Bu amaçla
kullanabileceğimiz komut DL'dir. DL, ÇizgiNumarası, AlanNumarası, SimetriveyaSerbestlikDerecesiEtiketi,
SerbestlikDerecesiDeğeri, İkinciSerbestlikDerecesiDeğeri şeklinde kullanımı vardır. SimetriEtiketi olarak
simetri sınırlılığının oluşturulması için SYMM, antisimetri sınırlılığının oluşturulması için ASYM etiketi
kullanılır. Bizim örneğimizde uygun simetrinin oluşturulması için eklenmesi gereken komut satırları girişleri
DL,10,,SYMM ve DL,9,,SYMM olacaktır. Bu durumda ANSYS sınırlılık sembolünü ilgili yönü de belirtecek
şekilde yerleştirecektir.
DL komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü kullanarak erişmek için Main Menu --> Solution --> Define Loads
--> Apply --> Structural --> Displacement --> Symmetry B.C. --> On Lines yolunu izlemek gerekir.
Bu yolun izlenmesi ile ekrana simetri düzlemini belirleyecek olan çizginin seçilmesine imkan tanıyacak olan
işaretleme penceresi Apply SYMM on Lines açılır, ilgili çizgiler seçildikten sonra OK tuşuna basılır. Bu
seçim penceresinde mouse ile seçim işlemi birden fazla bileşene uygulanabilir.
Bizim örneğimizde iki çizgi simetri düzlemini belirlemek amacıyla işaretlenerek seçilmiştir.
Modelimizin çözüm işlemi sonrası X yönündeki yerdeğiştirmeler grafiği aşağıdaki şekilde verildiği gibi
olacaktır:
/PREP7
ET,1,Plane42
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
LCCAT,6,7
MSHKEY,2
AMESH,3
finish
/SOLU
ANTYPE,0
/PSF,pres,,2
DL,9,,SYMM
DL,10,,SYMM
SFL,6,pres,-5e3,
SOLVE
finish
/POST1
PLNSOL,U,X,0,1
Çözülmesini istediğimiz sistemimizin model geometrisi aşağıda verildiği gibi olduğunda antisimetriden
yaralanmamız ve buna göre modelin yarısını kullanmamız yeterli olacaktır. Şekilden de görüldüğü gibi
ortasında delik bulunan bu yapının üst yarısına +x yönünde basınç uygulanmakta iken alt yarısına -x yönünde
eşit büyüklükte basınç uygulanmaktadır.
Model geometrisini oluşturduktan sonra antisimetri eksenlerinin ANSYS'e tanıtılması gerekir. Bu amaçla
kullanabileceğimiz komut, simetri eksenlerinin de belirlenmesinde kullandığımız DL'dir. Bu komutun DL,
ÇizgiNumarası, AlanNumarası, SimetriveyaSerbestlikDerecesiEtiketi, SerbestlikDerecesiDeğeri,
İkinciSerbestlikDerecesiDeğeri şeklinde kullanımı vardır. SimetriEtiketi olarak antisimetri sınırlılığının
oluşturulması için ASYM etiketi kullanılır. Bizim örneğimizde uygun antisimetrinin oluşturulması için
eklenmesi gereken komut satırları girişleri DL,10,,ASYM ve DL,9,,ASYM olacaktır. Bu durumda ANSYS
sınırlılık sembolünü ilgili yönü de belirtecek şekilde yerleştirecektir.
Antisimetri ekseni tanımlamak amacıyla DL komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü kullanarak erişmek için
Main Menu --> Solution --> Define Loads --> Apply --> Structural --> Displacement --> Antisymm B.C.
--> On Lines yolunu izlemek gerekir.
Bu yolun izlenmesi ile ekrana antisimetri düzlemini belirleyecek olan çizgilerin seçilmesine imkan tanıyacak
olan Apply ASYM on Lines işaretleme penceresi açılır, ilgili çizgiler seçildikten sonra OK tuşuna basılır. Bu
seçim penceresinde mouse ile seçim işlemi birden fazla bileşene uygulanabilir.
Bizim örneğimizde iki çizgi antisimetri düzlemini belirlemek amacıyla işaretlenerek seçilmiştir
Modelimizin çözüm işlemi sonrası X yönündeki yerdeğiştirmeler grafiği aşağıdaki şekilde verildiği gibi
olacaktır.
/PREP7
ET,1,Plane42
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
PCIRC,1
RECTNG,-8,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1,,,
K,9,0,0
K,10,0,6
LSTR,9,10
ASBL,all,3,,delete,delete
AGLUE,all
KSEL,s,kp,,1,3,1,
KESIZE,all,0.1
KSEL,all,all
ESIZE,0.5
LCCAT,8,11
LCCAT,5,6
MSHKEY,1
AMESH,all
finish
/SOLU
ANTYPE,0
DL,8,,all,0
DL,9,,asym
DL,10,,asym
SFL,6,pres,-5e3,
SOLVE
finish
/POST1
PLNSOL,u,x,0,1
Problemi model antisimetrisinden yararlanmadan çözecek olsaydık çözüm işlemi sonrası X yönündeki
yerdeğiştirmeler grafiği şu şekilde olacaktı:
/PREP7
ET,1,Plane42
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
PCIRC,1
RECTNG,-8,8,-6,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1,,,
K,9,0,-6
K,10,0,6
K,11,-8,0
K,12,8,0
LSTR,9,10
LSTR,11,12
ASBL,3,10,,delete,delete
ASBL,all,9,,delete,delete
AGLUE,all
KSEL,s,kp,,1,4,1,
KESIZE,all,0.1
KSEL,all,all
ESIZE,0.5
LCCAT,8,13
LCCAT,16,19
LCCAT,18,15
LCCAT,14,10
MSHKEY,1
AMESH,all
finish
/SOLU
ANTYPE,0
DL,14,,all,0
DL,15,,all,0
SFL,13,pres,-5e3,
SFL,16,pres,5e3,
SOLVE
finish
/POST1
PLNSOL,u,x,0,1
SINIR ŞARTLARI
Üç boyutlu bir sistemin iki boyutlu modelenmesinde
kullanılabilecek yaklaşımlardan biri; düzlem genleme
halidir. Düzlem genleme halinde sistemin üçüncü yönde genleme ve üçüncü yön bileşenini içeren kayma
deformasyonunun olmadığı kabul edilir. Buna bir örnek olarak levha çekme verilebilir.
Levha çekme örneği olarak kullanılabilecek bir katı modeli elde etmek için kullanacağımız ANSYS komut
dizilerini ise şu şekilde verebiliriz:
/PREP7
K,1,0,0,0
K,2,0,10,0
K,3,30,10,0
K,4,30,0,0
K,5,40,2,0
K,6,40,8,0
K,7,60,8,0
K,8,60,2,0
K,9,25,11,0
K,10,25,20,0
K,11,40,20,0
K,12,25,-1,0
K,13,25,-10,0
K,14,40,-10,0
K,15,0,0,-60
K,16,0,10,-60
K,17,30,10,-60
K,18,30,0,-60
K,19,40,2,-60
K,20,40,8,-60
K,21,60,8,-60
K,22,60,2,-60
K,23,25,11,-60
K,24,25,20,-60
K,25,40,20,-60
K,26,25,-1,-60
K,27,25,-10,-60
K,28,40,-10,-60
V,1,2,3,4,15,16,17,18
V,5,6,7,8,19,20,21,22
V,6,9,10,11,20,23,24,25
V,5,12,13,14,19,26,27,28
V,3,6,5,4,17,20,19,18
/PNUM,VOLU,1
/VIEW, 1 ,1,2,3
Düzlem genleme haline bir örnek olarak yukarıda katı modeli verilen levha çekme işleminin sürtünmesiz
olarak gerçekleştirildiğini varsayalım. Levhamızın genişliği 0.1 m., giriş kalınlığı 10 mm. ve çıkış kalınlığı ise
8 mm. Levha 200 GPa elastisite modülü ve 0.33 Poisson oranına sahip bir çelik. Uygulanan çekme basıncı ise
50 N/m2.
Sistemin analiz edilmesinde yine Plane42 elemanını kullanacağız. Modelin analizini gerçekleştiren ANSYS
komut dizisinde ET,1,Plane42 ve KEYOPT,1,3,2 komutlarını göreceksiniz. İki boyutlu modelin düzlem
genleme koşullarını sağladığını belirtmek için kullandığımız komut KEYOPT,1,3,2 olacaktır. Bu anahtar
seçeneğe ait belirtmemiz gereken bir gerçek sabit değeri olmadığı için gerçek sabit tanımlaması
yapmayacağız.
Anahtar seçenek belirleme işlemi için grafiksel kullanıcı arayüzü kullanmak istersek Main Menu -->
Preprocessor --> Element Type --> Add/Edit/Delete yolunu izleyebiliriz.
Bu durumda ekrana gelecek olan Element Types penceresinde anahtar seçenek belirtilecek olan eleman tipi
seçili halde iken Options... tuşuna basılır.
Ekrana gelen PLANE42 element type options penceresinde Element behavior K3 seçeneği Plane strain
olarak seçilerek elemanın düzlem genleme halinde çalıştırılacağı belirtilir ve OK tuşuna basılır.
Ekrana tekrar gelen Element Types penceresinde Close tuşuna basılarak bu pencere kapatılır.
Anahtar seçeneği düzlem genleme hali için uygun olarak girilmiş sistemimizin alanlara bölünmüş modeli ise
şu şekilde olacaktır:
Analizimizde deforme olan levhadaki gerilme dağılımını görmek istediğimizden levhadaki eleman
yoğunluğunu kalıp eleman yoğunluğundan daha yüksek olarak belirleyeceğiz.
Ayrıca kalıpta herhangi bir deformasyon olmadığını varsayacağımız ve kalıp elemanlarının serbestlik
derecesini 0 olarak belirleyeceğimiz için kalıptaki eleman yoğunluğunun pek bir önemi de olmayacaktır.
Levhanın elemanlara bölünmesi işlemi için kullandığımız komutlar;
ESIZE,1e-3
MSHKEY,1
AMESH,1,3,1
olarak verilmiştir. Levha elemanları 1, 2 ve 3 numaralı alanlar olarak belirlenmiştir. AMESH komutu
yukarıda verildiği şekliyle alan numarası 1'den 3'e kadar olan alanları, numarasını bir arttırırarak elemanlara
bölme amacıyla kullanılmıştır. Eleman büyüklüğü ise ESIZE komutu ile 1e-3 olarak belirlenmiştir. Eleman
şekli ise MSHKEY,1 komutu ile dörtgen olarak belirlenmiştir.
Kalıbın elemanlara bölünmesi için kullandığımız komutlar ise;
ESIZE,3e-3
MSHKEY,2
AMESH,4,5
şeklindedir. Kalıp olarak kullanılan model alanları numaraları 4 ve 5'dir. Eleman büyüklüğü 3e-3 olarak
belirlenmiş ve bu alanlar elemanlara bölünmüştür. Buna göre elemanlara bölünmüş olan modelimiz şu
şekildedir:
Çekme basıncı 50 N/m2 uygulandıktan ve statik olarak çözüldükten sonra sistemin yerdeğiştirmiş şekil grafiği
aşağıda verildiği gibi olacaktır.
Beklendiği üzere yerdeğiştirmeler çekme basıncının uygulandığı tarafa doğru gerçekleşmiştir. Ancak böyle
bir sistemin statik analizden çok lineer olmayan malzeme özellikleri tanımlanmış şekliyle lineer olmayan
zamana bağlı çözümle gerçekleştirilmesi uygun olacaktır. Ancak örneğimiz düzlem genleme yaklaşımının
ANSYS'de uygulanması olduğundan bununla ilgili detaylar verilmemiştir.
Sistem bu haliyle çözüldükten sonra elde edilecek von Mises gerilme dağılımı grafiği şu şekilde olacaktır:
/PREP7
ET,1,Plane42
KEYOPT,1,3,2
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
K,1,0,0,0
K,2,0,10e-3,0
K,3,30e-3,10e-3,0
K,4,30e-3,0,0
K,5,40e-3,2e-3,0
K,6,40e-3,8e-3,0
K,7,60e-3,8e-3,0
K,8,60e-3,2e-3,0
K,9,25e-3,11e-3,0
K,10,25e-3,20e-3,0
K,11,40e-3,20e-3,0
K,12,25e-3,-1e-3,0
K,13,25e-3,-10e-3,0
K,14,40e-3,-10e-3,0
A,1,2,3,4
A,5,6,7,8
A,3,4,5,6
A,6,3,9,10,11
A,5,4,12,13,14
AGLUE,1,2,3
ESIZE,1e-3
MSHKEY,1
AMESH,1,3,1
ESIZE,3e-3
MSHKEY,2
AMESH,4,5
finish
/SOLU
ANTYPE,0
DA,4,all,0
DA,5,all,0
SFL,7,pres,-50
SOLVE
finish
/POST1
PLNSOL,s,eqv,0,1
Zaten yukarıda verilen örnek analiz neticesinde elde edilen von Mises gerilme dağılımına göre gerilme
değerleri düşük dayanımlı herhangi bir çeliğin akma değerinden bile düşük olup çözüm tamamiyle elastik
deformasyon bölgesinde gerçekleşmiştir.
Sonlu elemanlar analizlerinde eksenel simetri, üç boyutlu sistemin iki boyutlu modelenmesinde sıkça
kullanılan yararlı bir tekniktir. Eksenel simetriye örnek olarak dairesel kabuk veya plaka yapılar, ampul,
silindirik borular verilebilir.
Eksenel simetrik analizlerde dikkat edilmesi gereken konuların başında simetri ekseninin global kartezyen
koordinat sisteminde Y ekseni tarafından belirlenmiş olması gerektiğidir. Düğüm noktalarında negatif X
ekseni değerlerine de izin verilmez.
/PREP7
CYL4,0,0,5, , , ,20
VGEN, ,all, , ,-12, , , , ,1
CYL4,0,0,2, ,5, ,20
/TRIAD,off
VPLOT,all
/VIEW,1 ,,1
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
Eksenel simetrik analiz gerçekleştireceğimiz modelde yeterli miktarda sınırlılık kullanmayı unutmamak
gerekir. Kullanacağımız sınırlılıklar yukarıda verilen şekildeki iki modeldeki gibi birbirinden farklı
olabilecektir.
Örneğin yukarıdaki grafikte solda verilen şeklin eksenel simetrik modellemesinde merkez ekseni boyunca X
yönünde sınırlılık kullanmak gerekir. Halbuki sağdaki şekil için eksenel simetri eksenine en yakın olan kenar
boyunca X yönünde sınırlılık kullanmamak eksen ile en yakın kenar arasında boşluğun oluşturulmasını
sağlayacaktır. Yani sağdaki şekil için Y ekseni ile iki boyutlu eksenel simetrik model arasında orjinal
şekildeki ile uyumlu miktarda mesafe bırakmamız gerekir. Yukarıda verilen iki şeklin eksenel simetrik sonlu
elemanlar modeli aşağıda verilen şekildekine benzer olacaktır.
Eksenel simetrik modele ancak eksenel simetrik yükler uygulanabilir. Eksenel simetrik yapılara eksenel
simetrik olmayan yük uygulamak için özel tipteki elemanları kullanmak gerekir. D sınıfı sınırlılık komutları,
SF sınıfı yüzey yükleri, BF sınıfı cisim yükleri ile Y yönündeki hızlandırma komutu eksenel simetrik
olmayan modellerdeki kullanım şekliyle kullanılırlar.
Ancak F sınıfı komutları ile kullanılan ve bir noktaya yoğunlaşan kuvvet yükü uygulmaları için uygulama bir
miktar farklıdır. Kuvvet, moment gibi bu türden yükler 360 derece esasına göredir. Yani eksenel simetrik
modelimizde herbir mm.'ye 15 N'luk bir yük uyguladığımızı ve bunun 10 mm. çapında bir boruya
uygulandığını varsayalım. Bu durumda uygulanan gerçek kuvvet 10 mm. çapındaki dairenin çevresi ile 15
N'nin çarpımı yani 471 N olacaktır ve bu kuvvet direk olarak ilgili düğüm noktasına uygulanmalıdır.
Düzlem gerilme ve düzlem genleme hallerinde olduğu gibi eksenel simetik analizlerde de bu türden analiz
yapabilmeye izin veren eleman kullanmak gerekir. Plane42, eksenel simetrik analizlerde kullanılabilen bir
elemandır. Ancak aynı düzlem gerilme ve düzlem genleme modellerinde olduğu gibi eksenel simetirk
analizlerde de anahtar seçeneğin uygun olarak işaretlenmesi gerekir.
İki boyutlu modelin eksenel simetri koşullarını sağladığını belirtmek için kullanacağımız komut Plane42
elemanı için KEYOPT,1,3,1 olacaktır. Bu anahtar seçeneğe ait belirtmemiz gereken bir gerçek sabit değeri
yoktur.
Eksenel simetri durumuna bir örnek olarak aşağıda katı modeli verilen sistemi gözönüne alalım:
Yukarıda verilen borunun iç çapı 3 mm. ve dış çapı 5 mm. ve en geniş olan bölgede 7 mm. olsun. Modelin
toplam uzunluğu 50 mm.'dir. Borunun içinden 75 MPa'lık bir basınç uygulanmaktadır. Borunun malzemesi
çelik olup elastisite modülü 200 GPa ve Poisson oranı 0.29 değerine sahiptir.
Yukarıdaki grafikte 3D katı modeli verilen sistemin, eksenel simetrik analiz yapılabilmesine izin verecek
şekilde 2D modeli aşağıda verildiği gibidir. Eksenel simetrik analizin gerçekleştirilmesi esnasında eksenel
simetriyi gösteren eksenin Y ekseni üzerine oturtulması gerekiyordu. Aşağıda verilen modelde bu kurala
uyulmuştur. Sistem aynı zamanda boyuna simetri özelliği gösterdiğinden bu simetirisinden de
faydalanılmıştır. Yarıya bölünen modelin simetrik özelliğe sahip olduğunu belirtmek için modelin alt çizgileri
Y yönündeki yerdeğiştirmelere kapatılmıştır.
Gerçekleştirilecek analizin eksenel simetrik analiz olduğunu ANSYS'e tanıtmak amacıyla KEYOPT,1,3,1
komutu kullanılmıştır. Yük uygulanmış ve sınır şartları belirlenmiş olan sistemin sonlu elemanlar modeli
aşağıdaki şekilde verildiği gibidir:
75 MPa iç basınç uygulandıktan ve statik olarak çözüldükten sonra sistemin yerdeğiştirmiş şekil grafiği
aşağıda verildiği gibi olacaktır:
Beklendiği üzere yerdeğiştirmeler basıncın uygulama yönüne doğru gelişmiştir.
Sistem bu haliyle çözüldükten sonra elde edilecek von Mises gerilme dağılımı grafiği ise şu şekilde olacaktır:
/PREP7
ET,1,Plane42
KEYOPT,1,3,1
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e3
MPDATA,PRXY,1,,0.29
K,1,2e-3,0
K,2,2e-3,25e-3
K,3,5e-3,25e-3
K,4,5e-3,0
K,5,7e-3,0
K,6,5e-3,10e-3
A,1,2,3,4
A,4,5,6
AADD,1,2
/PNUM,AREA,1
APLOT
ESIZE,5e-4
AMESH,3
finish
/SOLU
ANTYPE,0
DL,4,,uy,0
DL,5,,uy,0
SFL,1,pres,75
SOLVE
finish
/POST1
PLNSOL,s,eqv,0,1
YÜKLEME
ANSYS içinde yük tanımlama işlemi belirli şartlar altında sistem davranışının belirlenmesi amacıyla
gerçekleştirilir. Bir analiz için yük tanımlama işlemi anahtar öneme sahip bir kademedir.
Aslında bir önceki Sınır Şartları bölümünde anlatılan sistem şartlarını belirleme yöntemleri, ANSYS'in yük
tanımlama yöntemlerini kullanır. Genel olarak ANSYS içinde yük tanımlama işlemleri; sınır şartlarının, harici
ve dahili uygulama yüklerinin tamamını kapsar. Dolayısıyla yerdeğiştirmeler ve sınır şartlarının
belirlenmesinde kullanılan yer değiştirme sınırlılıkları, uygulama kuvvet ve basınçları, sıcaklıklar, ısı akış
hızları, voltaj, elektrik akımı, manyetik potansiyel, manyetik akı, hızlar farklı disiplin analizlerinde
kullanılabilecek yük örnekleri olmaktadır.
Pekçok yük, katı model veya sonlu elemanlar modeli üzerine uygulanabilir. Örneğin kuvvetler, bir düğüm
noktasına veya bir anahtar noktaya uygulanabilir. Yüklerin nasıl uygulandığına bakmadan ANSYS çözücüsü
bunları sonlu elemanlar yükleri olarak algılar. Yani eğer yükler katı model üzerine uygulanmış yükler ise
bunlar otomatik olarak çözüm başlangıcında düğüm noktası ve elemanlara transfer edilirler.
Genel olarak yükleri altı kategoriye bölmek uygun olacaktır. Bunlar;
- serbestlik derecesi sınırlılıkları,
- kuvvetler (bir noktaya yoğunlaşan yükler),
- yüzey yükleri,
- cisim yükleri,
- atalet yükleri,
- eş alan yükleridir.
Serbestlik Derecesi Yükleri :
Elemana ait serbestlik derecesinin belli bir değere sabitlenmesi amacıyla kullanılırlar. Yapısal analizde
sabitlenmiş yerdeğiştirmeler, simetri sınır şartları ve termal analizde önceden belirlenmiş sıcaklık değeri
serbestlik derecesi yüklerine örnek olarak verilebilir.
Serbestlik derecesi yüklerinin uygulanması için D komut
sınıfı kullanılır. D; düğüm noktaları , DK; anahtar noktalar,
DL; çizgi elemanlar, DA ise alan elemanlar üzerine
serbestlik derecesi yükleri uygulanması amacıyla
kullanılırlar.
Düğüm noktalarına serbestlik derecesi yükü uygulanması
amacıyla kullanılan D komutu D, DüğümNoktası,
SerbestlikDerecesiEtiketi, SerbestlikDerecesiDeğeri
şeklinde uygulanır. Bir düğüm noktasına uygulanabilecek
serbestlik derecesi yükü o düğüm noktasının sahip olduğu
serbestlik derecesi ile sınırlıdır. Serbestlik derecesi; UX, UY
veya UZ yapısal yerdeğiştirmeler, ROTX, ROTY veya ROTZ yapısal dönüşler, TEMP (sıcaklık), PRES
(basınç) vs. olabilir. X, Y, Z gibi yön belirten ifadeler düğüm noktası koordinat sistemini ifade eder.Yapısal
dönüş sınırlılıkları radyan cinsinden girilmelidir.
D,1,UX,0
Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi; D,1,UX,0 komutu 1 numaralı düğüm noktasına X yönünde 0
yerdeğiştirme yükü uygulanmasını sağlamıştır. Böylelikle herhangi bir yapısal yük altında iken cisim, 1
numaralı düğüm noktasında X yönünde yerdeğiştirme göstermeyecektir.
Düğüm noktasına grafiksel kullanıcı arayüzü kullanarak bir yapısal yük atamak istersek Main Menu -->
Solution --> Define Loads --> Apply --> Structural --> Displacement --> On Nodes yolunu izleyebiliriz.
Bu durumda ekrana yapısal yükün uygulanacağı düğüm noktalarının seçilebilemsine imkan tanıyacak olan
Apply U,ROT on Nodes penceresi gelecektir.
Yük uygulanacak olan düğüm noktalarının seçim işlemi tamamlandıktan sonra OK tuşuna basılır. Ardından
aynı başlıklı pencere uygulanabilecek yük etiketlerinden birini seçmemize ve bunun değerini belirlememize
yarayacak şekilde yenilenir. Bu pencerede de uygun olan yük etiketi ve değeri belirlendikten sonra OK tuşuna
basılır.
Anahtar noktada serbestlik derecesi yükü uygulanmasına imkan tanıyan komut DK'dır. Bu komutun DK,
AnahtarNoktaNumarası, SerbestlikDerecesiEtiketi, SerbestlikDerecesiDeğeri şeklinde kullanımı vardır.
Çizgi elemenlar üzerinden serbestlik derecesi yükü veya
sınırlılığı uygulanmasına imkan tanıyan komut ise DL olarak
verilmiştir. Bu komut; DL, ÇizgiNumarası, AlanNumarası,
SimetriveyaSerbestlikDerecesiEtiketi, SerbestlikDerecesiDeğeri
şeklinde kullanlır. Bu komut genellikle iki boyutlu modellerde
simetri veya antisimetri eksenlerinin ANSYS'e tanıtılması
amacıyla kullanılır. Komutta kullanılabilecek simetri etiketleri
SYMM (simetri) ve ASYM (antisimetri)'dir. Aşağıda verilen
örnekte uygun simetrinin oluşturulması için eklenmesi gereken
komut satırları girişleri DL,10,,SYMM ve DL,9,,SYMM olarak
verilmiştir.
DL,9,,SYMM
DL,10,,SYMM
DL komutuna grafiksel kullanıcı arayüzü kullanarak erişmek ve yük uygulamak için Main Menu -->
Solution --> Define Loads --> Apply --> Structural --> Displacement --> On Lines yolunu izlemek
gerekir.
Bu yolun izlenmesi ile yükün uygulanacağı çizginin seçilmesine imkan tanıyacak olan işaretleme penceresi
Apply U,ROT on Lines açılır, ilgili çizgiler seçildikten sonra OK tuşuna basılır.
Yük uygulanacak olan çizgi elemanların seçim işlemi tamamlandıktan sonra OK tuşuna basılır. Ardından
Apply U,ROT on Lines penceresi kendini yenileyerek uygulanabilecek yük etiketlerinden birini seçmemize
ve bunun değerini belirlememize yarar. Bu pencerede de uygun olan yük etiketi ve değeri belirlendikten sonra
OK tuşuna basılır.
Alan elemanlar üzerinden serbestlik derecesi yükü
uygulanmasına imkan tanıyan komut DA'dır. Bu komutun
da DA, AlanNumarası,
SimetriveyaSerbestlikDerecesiEtiketi,
SerbestlikDerecesiDeğeri1, SerbestlikDerecesiDeğeri2
şeklinde kullanımı vardır. Bu komut simetriye sahip üç
boyutlu sistemlerin üç boyutlu modellenmesi esnasında
simetri veya antisimetri özelliğinden yararlanarak modelin
küçültülmesi amacıyla kullanılabileceği gibi alan üzerinden
serbestlik derecesi yükü uygulanması amacıyla da
kullanılabilir.
DA,1,temp,100
Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi DA,1,temp,100 komutu uygulandıktan sonra ANSYS bu alanda bulunan
tüm düğüm noktalarına ilgili yükün uyguladığını belirtecek tarzda semboller yerleştirmiştir. Bu komuta göre
tüm düğüm noktaları 100 birim sıcaklığına sahip olmak üzere zorlanmışlardır. Böyle bir zorlamanın
gerçekleştirilebilmesi ancak bu serbestlik derecesine sahip elemanların kullanılması ile sağlanabilir.
D sınıfı serbestlik derecesi yüklerinin veya sınırlılıklarının listesini almak için DLIST, DKLIST, DLLIST
veya DALIST komutları kullanılır. Yukarıda verilen alan üzerinden sıcaklık yükü uygulanan örneğimizde
DALIST komutunun kullanılması durumunda ekrana ayrı bir DALIST Command penceresi açılacak ve
serbestlik derecesi yüklemelerini listeleyecektir.
Uygulanmış olan serbestlik derecesi yüklerini silmek için de benzer şekilde DDELE, DKDELE, DLDELE
veya DADELE komutları kullanılır
YÜKLEME
Yüzey Yükleri :
Bir yüzey boyunca dağıtılarak uygulanan yüklere yüzey yükleri denir. Yapısal analizde basınç, termal
analizde konveksiyon ve ısı fluksları buna türden yüklere örnek olarak verilebilir.
ANSYS'de yüzey yükleri tanımlamasında kullanılan komutlar SF, SFE, SFL ve SFA'dır.
SF komutu SF, DüğümNumarasıListesi, YüzeyYüküEtiketi, YükDeğeri, YükDeğeri2 şeklinde kullanılır.
DüğümNumarasıListesi yerine daha önceden seçilmiş düğümlerin kullanılmasına imkan verecek şekilde ALL
etiketi veya grafiksel kullanıcı arayüzü kullanılarak ilgili düğümlerin seçilebilmesine imkan tanıyacak şekilde
P etiketi kullanılabilir. Belirtilen düğüm noktaları yüzey yükünün uygulanacağı yüzeyi belirtmelidir.
YüzeyYüküEtiketi yerine yük uygulanacak olan elemanın izin verdiği uygun bir yüzey yükü etiketi yazılır.
Örneğin yapısal analizde basınç uyglanması için PRES, termal analizde konveksiyon için CONV, ısı akışı için
HFLUX ve radyasyon için RAD gibi. YükDeğeri yerine uygulanması istenen yüzey yük değeri yazılır. Ancak
mesela YüzeyYüküEtiketi CONV ise YükDeğeri tipik olarak film katsayısı ve YükDeğeri2 değeri ise cisim
sıcaklığıdır. YüzeyYüküEtiketi RAD ise YükDeğeri tipik olarak yüzey emisivitesi ve YükDeğeri2 değeri ise
ortam sıcaklığıdır.
/PREP7
ET,1,Plane42
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
LCCAT,6,7
MSHKEY,1
AMESH,3
finish
/SOLU
ANTYPE,0
DL,9,,symm
DL,10,,symm
Yukarıda verilen komutlar ile oluşturulmuş sonlu elemanlar modelimize düğüm noktalarını kullanarak basınç
uygulayalım. Bu amaçla kullanacağımız SF komutunda DüğümNumarasıListesi yerine yalnızca ALL, P,
boşluk, P51x veya Bileşen Adı etiketlerinden yalnızca birini kullanabiliriz. Dolayısıyla bu komutu grafiksel
kullanıcı arayüzünü kullanarak uygulatmak bizim örneğimiz için uygun olacaktır.
Bu komuta grafiksel kullanıcı arayüzünü kullanarak erişmek için Main Menu --> Solution --> Define Loads
--> Apply --> Structural --> Pressure --> On Nodes yolunu izleyebiliriz. Ancak bu yolun kullanılan eleman
ve dolayısıyla yüzüy yükü uygulamasına göre değişebileceğini dikkate almak gerekir.
Bu durumda ekrana yapısal yükün uygulanacağı düğüm noktalarının seçilebilmesine imkan tanıyacak olan
Apply PRES on Nodes penceresi gelecektir. Bu esnada mouse imleci şekli de değişir.
Aşağıdaki şekilde verildiği gibi 7 düğüm noktasını işaretleyip Apply PRES on Nodes penceresinde OK
tuşuna basalım.
Ekrandaki Apply PRES on Nodes penceresi uygulanacak basıncın değerini ve yönünü girebilmemize imkan
tanıyacak şekilde değişir. Basıncın yönü girilen değerin pozitif veya negatif değere sahip olması ile belirlenir.
Negatif değer elemanın dışına doğru bir basınç uygulanmasını ifade ederken pozitif değer elemana doğru bir
basınç uygulamasını iafade eder. Değerler girildikten sonra OK tuşuna basılır.
Bu komutun uygulanması esnasında dikkat edilmesi gereken noktalardan biri de işaretleme yapılırken seçilen
düğüm noktalarının bir elemanın yüzeyini tanımlayacak şekilde seçilmiş olmasıdır. Örneğin her ne kadar
yukarıdaki örnekte 7 farklı düğüm noktası seçilmiş olsa da aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi ancak
bunlardan eleman yüzeyini belirtecek şekilde seçilmiş olan 5 adet düğüm noktası dikkate alınarak 3 elemana
basınç uygulanmıştır. Yani düğüm noktalarından yola çıkarak basınç uygulaması gerçekleştirmek istiyorsak
basınç uygulanmasını istediğimiz eleman yüzeyini tam olarak belirtecek düğüm noktalarını seçmiş olmamız
gerekir.
SFE komutu SFE, YüzüyYüküElemanNumarası, YükAnahtarı, YükEtiketi, DeğerAnahtarı, Değer1, Değer2,
Değer3, Değer4 şeklinde kullanımı vardır.
Yüzey yükü uygulanmasında özellikle 2D analizlerde sıkça kullanılan komut SFL'dir. SFL komutunun SFL,
ÇizgiNumarası, YüzeyYüküEtiketi, BirinciAnahtarNoktadaYükDeğeri, İkinciAnahtarNoktadaYükDeğeri,
BirinciAnahtarNoktadaİkinciYükDeğeri, İkinciAnahtarNoktadaİkinciYükDeğeri şeklinde kullanımı vardır.
ÇizgiNumarası yerine seçili tüm çizgilere yüzey yükü uygulanmasını sağlatmak amacıyla ALL, grafiksel
kullanıcı arayüzünü kullanarak çizgileri seçebilmek için P veya daha önceden tanımlanmış bir bileşenin
seçilebilmesi için Bileşen Adı yazılabilir.
Çizgi eleman boyunca lineer değişimli yüzey yükü tanımlamak mümkündür. Bu amaçla çizgi elemana ait ilk
anahtar noktadan itibaren olması gereken değeri BirinciAnahtarNoktadaYükDeğeri kısmına ve ikinci anahtar
noktada tamamlanacak yük değerini de İkinciAnahtarNoktadaYükDeğeri kısmına yazmamız gerekir. Ancak
mesela YüzeyYüküEtiketi, CONV ise BirinciveİkinciAnahtarNoktadaYükDeğeri tipik olarak film katsayısı iken
ve BirinciveİkinciAnahtarNoktadaİkinciYükDeğeri2 değeri
ise cisim sıcaklığı olacaktır. Burada benzer şekilde bu
değerleri anahtar noktaları kullanarak lineer değişimli bir
şekilde tanımlamak mümkündür
Yandaki şekilde verilen sonlu elemanlar modeline
gösterildiği gibi bir basınç yükü uygulaması için;
SFL,6,pres,-5
komutunu kullanmak yeterli olacaktır.
SFL komutuna grafiksel kullanıcı arayüzünü kullanarak erişmek için Main Menu --> Solution --> Define
Loads --> Apply --> Structural --> Pressure --> On Lines yolunu izleyebiliriz.
Bu durumda ekrana yapısal yükün uygulanacağı düğüm noktalarının seçilebilemsine imkan tanıyacak olan
Apply PRES on Lines penceresi gelecektir.
Aşağıdaki şekilde verildiği yüzey yükü uygulanmasını istediğimiz çizgi eleman işaretlenip Apply PRES on
Lines penceresinde OK tuşuna basalım.
Ekrandaki Apply PRES on Lines penceresi uygulanacak basıncın değerini ve yönünü girebilmemize imkan
tanıyacak şekilde değişir. Basıncın yönü girilen değerin pozitif veya negatif değere sahip olması ile belirlenir.
Negatif değer elemanın dışına doğru bir basınç uygulanmasını ifade ederken pozitif değer elemana doğru bir
basınç uygulanacağını ifade eder. Değerler girildikten sonra OK tuşuna basılır.
Aynı modelde lineer gradyene (eğim, değişim) sahip olacak şekilde yüzey yükü uygulamak isteseydik Apply
PRES on Lines penceresini şu şekilde kullanabilirdik:
Bu durumda modelimizin son durumu yüzey yükü dağılımı şu şekilde olacaktı:
Sonlu elemanlar modelimizde Yüzey yükü dağılımı artışının aşağıdan yukarıya doğru olmasının sebebi; çizgi
elemana ait olan anahtar noktalardan ilkine yani küçük olanına girilen ilk değerin küçük olması ve çizgi
elemana ait olan ikinci anahtar noktaya yani numarası büyük olana girilen ikinci değerin büyük olmasıdır.
Anahtar numaraları görülecek şekilde grafik tekrar bastırıldığında şekil aşağıda verildiği gibi olacaktır:
Yüzey yükleri uygulanmasında kullanılabilecek bir diğer komut olan SFA ise; SFA, AlanNumarası,
YükAnahtarı, YükEtiketi, DeğerAnahtarı, Değer1, Değer2 şeklinde kullanılır.
SF, SFE, SFL ve SFA yüzey yükü uygulama komutlarının listesini almak için SFLIST, SFELIST,
SFLLIST ve SFALIST komutları kullanılır. Uygulanmış olan yüzey yüklerini silmek için de benzer şekilde
SFDELE, SFEDELE, SFLDELE ve SFADELE komutları kullanılır.
Yüzey yüklerinin uygulanması esnasında kullanılabilecek başka bir komut ise SFGRAD olarak verilebilir. Bu
komut yüzey yükleri için bir gradyen yani eğim tanımlar. Böylelikle mesela suyun içine daldırılmış olan bir
yapıdaki hidrostatik basınç gibi lineer olarak değişen yüzey yükleri belirlenebilir. Bu komut SFGRAD,
YüzeyYüküEtiketi, EğimKoordinatSistemi, EğimYönü, KoordinatYeri, EğimDeğeri şeklinde kullanılır.
SFGRAD tanımlaması bütün takip eden SF, SFE, SFL ve SFA komutları için aktif halde kalır. Bu
tanımlamayı kaldırmak için SFGRAD komutunu herhangi bir değişken kullanmadan kullanmak gerekir.
Eğer aynı yüzey üzerine uygulanan yüzey yükleri
tekrarlanır ise, ANSYS en son girilen tanımlamayı esas
alır. Bunu değiştirmek için SFCUM komutu kullanılabilir.
Bu komutun; SFCUM, İşlemTipi şeklinde kullanımı vardır.
İşlemTipi bölümüne; sonra girilen değerin öncekinin yerini
alması için REPL, sonra girilen değerin önce girilen değere
eklenerek kullanılması için ADD ve sonra girilen değerin
dikkate alınmaması için de IGNO yazılır.
YÜKLEME
Kuvvetler (Bir noktaya yoğunlaşan yükler) :
Kuvvet, modelin bir noktasına uygulanmış olan yüklere denir. Yapısal analizde uygulama kuvvetleri ve
momentler, termal analizde ısı akış hızları örnek olarak verilebilir.
Kuvvet yükü uygulanması için F komut sınıfı kullanılır. F; düğüm noktaları ve FK; anahtar noktalar üzerine
kuvvet yükü uygulanması amacıyla kullanılır.
Düğüm noktalarına kuvvet yükü uygulayan F komutu F, DüğümNoktası, KuvvetEtiketi, KuvvetDeğeri1,
KuvvetDeğeri2, SonDüğümNoktasıNumarası, DüğümNoktasıNumarasıArtışMiktarı şeklinde uygulanır. Bir
düğüm noktasına uygulanabilecek kuvvet yükleri; FX, FY veya FZ yapısal kuvvetler, MX, MY veya MZ
yapısal momentler, termal analizde HEAT vs. olabilir. Serbestlik derecesi yük uygulama komutlarında olduğu
gibi X, Y, Z gibi yön belirten ifadeler düğüm noktası koordinat sistemindedirler.
Bir düğüm noktasına uygulanabilecek serbestlik derecesi yükü o düğüm noktasının sahip olduğu serbestlik
derecesi ile sınırlıdır.
Aynı düğüm noktasına F komutu ile kuvvet ve D komutu ile serbestlik derecesi yükü uygulanması
durumunda D komutu ile uygulanmış olan yük öncelik kazanır.
/PREP7
ET,1,Plane42
MPTEMP,1,0,
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,0.33
PCIRC,1
RECTNG,0,8,0,6
/PNUM,area,1
APLOT
ASBA,2,1
KESIZE,1,0.1
KESIZE,2,0.1
ESIZE,0.5
LCCAT,6,7
MSHKEY,1
AMESH,3
finish
/SOLU
ANTYPE,0
F,2,fy,-100
Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi; F,2,fy,-100 komutu 2 numaralı düğüm noktasına negatif Y yönünde 100
birimlik kuvvet yükü uygulanmasını sağlamıştır.
Grafiksel kullanıcı arayüzünü kullanarak düğüm noktaları üzerinden modele kuvvet uygulamak için Main
Menu --> Solution --> Define Loads --> Apply --> Structural --> Force / Moment --> On Nodes yolunu
izleyebiliriz.
Ekrana kuvvet uygulanacak düğüm noktalarının seçilebilmesine imkan tanıyan Apply F/M on Nodes
penceresi gelecektir.
Kuvvet uygulanacak düğüm noktası işaretlendikten sonra Apply F/M on Nodes penceresinde OK tuşuna
basılır. Ekrandaki Apply F/M on Nodes penceresi uygulanacak kuvvetin yönünü ve derecesini girebilmemize
imkan tanıyacak şekilde değişir. Değerler girildikten sonra OK tuşuna basılır.
ANSYS, peşi sıra aynı düğüm noktası veya anahtar noktaya uygulanacak olan kuvvetlerden en son girileni
esas alır. Bunu değiştirmek için FCUM komutu kullanılabilir. FCUM, İşlemTipi şeklinde kullanımı vardır.
İşlemTipi kısmında, sonra girilen değerin öncekinin yerini alması için REPL, sonra girilen değerin önce
girilen değere eklenerek kullanılması için ADD ve sonra girilen değerin dikkate alınmaması için de IGNO
deyimleri kullanılır.
F,447,FY,3000
F,447,FY,2500
447 numaralı düğüm noktasına Y yönünde 3000 birimlik kuvvet uygular
447'ye Y yönünde 2500 birimlik kuvvet uygular. Önceki değerin yerini almıştır
FCUM,ADD
F,447,FY,-1000
FCUM,IGNORE
F,25,FZ,350
FCUM
Takip eden F komutlarının bir önceki değere ekleneceğini belirtir
Sonuçta 447'ye Y yönünde 2500-1000 = 1500 birimlik kuvvet uygular
Takip eden F komutları dikkate alınmaz
Bu kuvvet uygulaması dikkate alınmaz
FCUM komutunu başlangıç değerine -önceki değerin yerini alma- döndürür
Anahtar noktada kuvvet yükü uygulanmasını sağlayan komut FK'dır. FK, AnahtarNoktaNumarası,
KuvvetEtiketi, KuvvetDeğeri1, KuvvetDeğeri2 şeklinde kullanımı vardır.
F ve FK kuvvet yükü uygulama komutlarının listesini almak için FLIST ve FKLIST komutları kullanılır.
Uygulanmış olan kuvvet yüklerini silmek için de benzer şekilde FDELE ve FKDELE komutları kullanılır.
Cisim Yükleri :
Cisim yükleri; hacim veya alan yükleridir. Sıcaklık ve akış cisim yükleri yapısal analizde bu türden yüklere
örnek olarak verilebilecek yüklerden iken ısı oluşturma hızı termal analizde ve akım yoğunlukları manyetik
alan analizi için verilebilecek örneklerdir.
BF, BFE ve BFK komutları cisim yükleri uygulanmasında kullanılabilecek komutlardır. Aynı analizde hem
BF komutu ile düğüm noktaları üzerinde cisim yükleri ve hem de BFE ile elemanlar üzerinde cisim yükleri
uygulanması durumunda BFE komutu ile tanımlanan yükler kullanım önceliği kazanır.
BF, BFE ve BFK cisim yükü uygulama komutlarının listesini almak için BFLIST, BFELIST ve BFKLIST
komutları kullanılır. Uygulanmış olan bu türden yükleri silmek için de BFDELE, BFEDELE ve BFKDELE
komutları kullanılır.
Atalet Yükleri :
Atalet yükleri cismin kütle matrisi (ataleti) ile alakalı yer çekimi ivmesi, açısal hız, açısal ivme gibi yüklere
verilen addır. Bu tür yükler genellikle yapısal analizlerde kullanılırlar.
Atalet yükleri uygulanmasında kullanılabilecek bazı komutlar ACEL, OMEGA, DOMEGA, CGOMGA,
DSGOMG ve CGLOC olarak verilebilir. Bu komutların listelenmesi veya silinmesi işlemi için özel komutlar
yoktur. Bunlara ait değerleri listelemek için STAT komutu veya INRTIA komutu çalıştırılıp atalet yükleri
modülü aktif hale getirildikten sonra STAT komutu kullanılabilir. Herhangi bir atalet yükünü kaldırmak için
ilgili komutta yük yerine 0 değerini girmek gerekir. Atalet yükleri silinemez ancak bunlara 0 değeri atanabilir.
ACEL komutu ACEL, XYönündeİvme, YYönündeİvme, ZYönündeİvme şeklinde kullanımı vardır. Bu komut
cisme global kartezyen sisteminde belirtilen yönde lineer ivme yükler.
Eş Alan Yükleri :
Bir eş alan analizinde genellikle bir analiz sonucunda elde edilen sonuçlar başka bir analizin yükleri olarak
kullanılırlar. Örneğin bir termal analizde hesaplanan düğüm noktaları sıcaklıkları yapısal analizde cisim
yükleri olarak olarak uygulanabilir. Bu anlamda bir sonraki analiz için yük uygulanmasını sağlamakta
kullanılabilecek komut LDREAD'dır. Bu komut sonuç dosyasında bulunan sonuçların okunup yük olarak
uygulanabilmesini sağlar ve LDREAD, YükEtiketi, YükUygulamaSıraNumarası,
AltYükUygulamaSıraNumarası, Zaman, OkunacakVeriSetiveyaElemanYüzeyi, DosyaAdı, DosyaUzantısı,
DosyaKlasörü şeklinde kullanılır.
Bir ANSYS analizinde yükler uygulandıktan sonra çözüme geçmeden önce yük uygulama seçenekleri olarak
verilen parametrelerin uygun olarak belirlenmesi gerekir. Yük uygulama seçenekleri çözüm esnasında
yüklerin nasıl kullanılacağından çıktı kontrollerine kadar pek çok seçeneği kapsar. Yük uygulama seçenekleri,
bir yük uygulama kademesinden bir başka yük uygulama kademesine değişebilir.
Bir yük uygulama kademesi basit olarak belirli bir zaman aralığında bir set yükün uygulandığı kademedir. Bir
lineer statik veya kararlı durum analizinde farklı yük kademeleri farklı yük setleri olarak uygulanabilir.
Örneğin rüzgar yükü ilk yük uygulama kademesi, yerçekimi yükü ikinci yük uıygulama kademesi, her iki yük
ve farklı sınır şartları üçüncü yük uygulama kademesi vs olabilir. Transient analizde ise, yük geçmişi eğrisinin
farklı segmentlerini uygulamak için çoklu yük uygulama kademesi kullanılır. Örneğin ilk yük uygulama
kademesi, kademeli yük artışı uygulama kademesi, ikinci yük kademesi yükün sabit kaldığı kademe ve
üçüncü kademe yükün kaldırıldığı kademe gibi.
Alt çözüm kademesi ise bir yük uygulama kademesi ara çözüm noktalarında çözümlerin gerçekleştirildiği
zaman noktaları olarak verilebilir. Başarılı iki alt çözüm kademesi arasındaki fark, zaman aralığı veya zaman
artışı olarak tanımlanır. Alt çözüm kademeleri farklı amaçlarla kullanılabilir. Örneğin;
- Lineer olmayan statik veya kararlı durum analizlerinde alt çözüm kademeleri, yükleri kademeli olarak
uygulayarak doğru sonuçların elde edilmesi amacıyla kullanılır.
- Lineer veya lineer olmayan transient analizlerde, alt çözüm kademeleri transient zaman integrasyon
kurallarının gerçeklenmesi amacıyla kullanılır.
Denge iterasyonları; verilen zaman aralığında yakınsama amacıyla hesaplanan iteratif çözümlerdir.
İlk yük uygulama seçeneği olarak TIME'ı vermek uygun olacaktır. Analiz gerçekten zaman bağımlı olmasa
da ANSYS'de TIME komutu bütün transient veya statik analizlerde yük kademesinin sonlandırılacağı
zamanın belirlenmesinde kullanılır. Transient veya diğer hız bağımlı statik analizlerde (sürünme veya
viskoplastisite) TIME komutu gerçek zaman değerini gösterir. Hız bağımlı olmayan diğer analizlerde ise
TIME komutu sayaç gibi kullanılır. ANSYS içinde TIME komutuna hiç bir zaman 0 değeri atanamaz. Eğer
TIME,0 veya TIME,, komutları kullanılsa bile ANSYS bunu başlangıç değeri olan TIME,1 değerine döndürür
ve bunu takip eden yük uygulama kademeleri için her seferinde 1 arttırır. Zamana (hıza) bağlı transient
analizlerde 0 zamanından itibaren analizi başlatmak için TIME komutuna TIME,1e-6 gibi çok küçük bir
değer atanmalıdır.
Bir transient veya lineer olmayan analizde belirli bir yük uygulama kademesi için yapılacak çözüm içinde kaç
adet alt çözüm kademesi kullanılması gerektiğine karar vermek gerekir. Bu ise NSUBST veya DELTIM
komutları aracılığı ile gerçekleştirilir. NSUBST komutu kullanılacak olan alt çözüm kademesi sayısını
belirlerken DELTIM komutu çözüm işlemi esnasında kullanılacak olan zaman kademe aralığını
(büyüklüğünü) gösterir. ANSYS başlangıç değeri olarak lineer statik analizde 1 adet alt çözüm kademesi
kullanır.
Yük uygulama seçeneklerden bir diğeri de AUTOTS komutudur. Bu komut AUTOTS, Anahtar şeklinde
kullanılır. Anahtar yerine ON veya OFF değerleri atanabilir. Anahtar değerin ON olduğu durumda ANSYS
otomatik zaman kademesi ayarlama modülünü etkin hale getirerek bir sonraki alt çözüm kademesinde
kullanılacak olan zaman değerini yapının veya bileşenin uygulanan yükler altındaki davranışına bakarak
ayarlar. Bir lineer olmayan statik veya kararlı durum analizinde ise her bir alt yükleme kademesinde
uygulanacak olan yük arttırım miktarını belirler. Anahtar değerin OFF olması durumunda ise çözüm
kademeleri NSUBST veya DELTIM komutlarında kullanılan değerler kadar arttırılarak gerçekleştirilir.
Eğer bir yük uygulama kademesinde çoklu alt çözüm kademesi tanımlanmış ise, yüklerin rampalımı yoksa
adımlımı uygulanacağını belirlememiz gerekir. Bu işlem için kullanılan komut KBC olarak belirlenmiştir.
Yani bu komut ancak çoklu alt çözüm kademesi belirlenmesi durumunda kullanılır. Bu komutun da KBC,
Anahtar şeklinde kullanımı vardır. Anahtar, 1 veya 0 değerini alabilir. KBC,0 şeklinde bir kullanım yüklerin
rampalı uygulanmasını sağlarken KBC,1 şeklinde bir kullanım yüklerin adımlı şekilde uygulanacağını ifade
eder. Eğer bir yük adımlı olarak belirlenmiş ise bu yükün tamamı ilk alt çözüm kademesinde uygulanır ve
sonraki alt çözüm kademelerinde sabit olarak tutulur. Eğer bir yük rampalı olarak uygulanacaksa bu durumda
toplam uygulama yükü tüm alt çözüm kademelerinde belirli bir miktar uygulanarak son çözüm kademesinde
toplam yük değerine ulaşılır. Eğer KBC,1 olarak tanımlanmış ise bütün sınırlılıklar, kuvvetler, yüzey yükleri,
cisim yükleri ve atalet yükleri aynı şekilde adımlı olarak işlem görürler.
Lineer olmayan analizlerde sıkça kullanılan yük uygulama seçeneklerinden biri NEQIT'dir. Bu komutun
NEQIT, İterasyonSayisi olarak kullanımı vardır. Her bir alt çözüm kademesinde çözüm yakınsayana kadar
kullanılacak maksimum iterasyon saysını belirler. Bu komut herhangi bir şekilde kullanılmadığında ANSYS
bunu NEQIT,25 olarak kabul eder.
CNVTOL'da lineer olamayan analizlerde yük uygulama kademesinde belirlenmesi gereken bir seçenektir. Bu
komut yakınsama toleransının tanımlanmasında kullanılır. CNVTOL, YakınsamaEtiketi, YakınsamaDeğeri,
YakınsamaDeğeriToleransı, NormSeçimi, MinHesaplananDeğer şeklinde kullanımı vardır.
SONUÇLARIN BASTIRILMASI
ANSYS'den sonuçları elde ettikten sonra bunları başkalarına aktarmak için yazıcıdan bastırmak veya başka
bir dosyaya kaydetmek gerekir. ANSYS tarafından elde edilen sonuçları metin veya grafik olarak almak
mümkündür.
Bir ANSYS analizi sonrası elde edilen sonuçların listesini yazı dokümanı olarak alabilmek için Utility Menu
--> List --> Results yolu izlenerek, seçeneklerden biri amaca uygun olarak seçilir. Biz ise; Utility Menu -->
List --> Results --> Nodal Solution ... yolunu izleyelim.
Bu yol izlendikten sonra List Nodal Solution penceresi açılır ve listelenecek olan unsur ve bileşenini
seçilerek OK tuşuna basılır. Aynı pencereye Main Menu --> General Postproc --> List Results --> Nodal
Solution ... yolu izlenerek de erişilebilir.
Ekrana istenen unsur ve bileşen için sonuçların listesini veren PRNSOL Command penceresi gelecektir.
Bu pencereye Input Window kısmında PRNSOL komutunu kullanarak da erişmemiz mümkündür. Bu komut
PRNSOL, Unsur, Bileşen şeklinde kullanılır ve yukarıda pencerenin elde edilmesi için gerekli olan komut
PRNSOL,dof,, şeklinde verilebilir.
Sonuçlar; PRNSOL Command penceresinde olduğu gibi kendi penceresinde açıldıktan sonra PRNSOL
Command --> File --> Save As yolu izlenerek bir başka isimli dosyaya kaydedilebileceği gibi PRNSOL
Command --> File --> Print yolu izlenerek printer'dan çıkış da sağlanabilir.
Graphics window'da verilen sonucun printer'dan bastırılması için Utility Menu --> PlotCtrls --> Hard
Copy --> To Printer... yolu izlenir.
Grafik ekranın dosyaya yazılmasının istendiği durumda ise Sonucun bir dosyaya kaydedilmesi için ise Utility
Menu --> PlotCtrls --> Hard Copy -->To File... yolu izlenir. Bu durumda ekrana Graphics Hard Copy
penceresi gelecektir.
Bu pencere grafik ekranın renk skalası ile tipinin belirlenmesine imkan tanıyan seçeneklere sahiptir. Buna
göre grafik ekran BMP, Postscript, TIFF, JPEG, PNG formatlarından herhangi biri ile kaydedilebilir. Bunun
için uygun olan düğmenin işaretlenmesi gerekir. Reverse Video seçeneği ekranın renklerinin tersine çevrilip
çevrilmeyeceğinin tespit edilmesine yarar. Ayrıca bu pencerede dosya adının girilebilmesine imkan tanıyan
kutucukta vardır. Burada yaptığımız analizi hatırlatacak başlıklar kullanmakta fayda vardır. Tüm seçim
işlemleri gerçekleştirildikten sonra OK tuşuna basılır.
Sonuç grafiğin print edilmesinde veya kaydedilmesinde kullanılabilecek diğer yöntem Utility Menu -->
PlotCtrls --> Capture Image yolunu izlemektir.
Bu durumda Image1 başlığı ile yeni bir pencere açılır. Bu pencerede File -->Print ... yolu kullanılarak şekil
yazıcıdan çıkartılabileceği gibi, File --> Save As ... yolu kullanılarak grafik ekranın başka bir isim ile
kaydedilmesi de sağlanır.