Son güncelleme: 30.09.2021
Sonlu elemanlar analizlerinde ilk olarak elimizdeki fiziksel tasarımı (CAD modelini) matematiksel modele dönüştürmemiz gerekmektedir. Bunun için yapının sonlu elemanlar ağına dönüştürülmesi( meshlenmesi) gerekmektedir. Meshlenecek geometrinin karmaşıklığına, üzerine gelecek yük sonucunda oluşacak deformasyon şekline ve analizde kullanılacak malzeme modeline göre uygun meshlenme işlemi yapılması gerekmektedir. Genellikle kullanıcının en fazla zamanını alan kısım meshleme işlemidir. SIMULIAworks içerisinde bulunan gelişmiş ve kullanımı oldukça kolay meshleme araçları ile bu süreyi kısaltabilirsiniz.
Yukarıdaki görselde de görüldüğü gibi bir çok mesh tipi, mesh operasyonları, görselleştirme ve mesh kalitesinin kontrolü ile ilgili kısım bulunmaktadır.
Katı Mesh Tipleri ve Araçları
Tetragedron Mesh – Araçları
- Octree Tetrahedron Mesh
- Tetrahedron Mesh
Bu kısımda SIMULIAworks içerisinde bulunan katı mesh tipleri ve araçları incelenecektir. İlk olarak kullanıcı müdahalesi olmadan en hızlı şekilde otomatik olarak mesh atmaya yarayan iki farklı tedrahedron meshleyici mevcuttur.
Octree meshleyici parçanın içinden dışına doğru mesh ağını örmektedir. Eleman tipleri aynı olmasına rağmen elemanların birbirine bağlanma sırasında temel farklılıklar mevcuttur. Mesh ayarları tedrahedron mesh ile octree tedrahedronun aynısıdır.
Temelde mesh mertebesi, boyutu belirtildikten sonra model ile mesh arasında ne kadarlık bir boyut farkı olacağı belirtilir. Eğer parça üzerinde küçük kenarların yakalanması istenmiyorsa kriterde belirlenebilir. Lokal olarak mesh kalitesinde bir çok ayar bulunmaktadır.
HEX Mesh Araçları
Otomotiv sektöründe genellikle hex eleman tiplerinin kullanılması tercih edilir. Tedrahedron elemanlara göre daha az eleman ile çok daha hızlı bir şekilde yakınsama işlemi gerçekleştirilebilir fakat hex eleman kullanıcı müdahalesi olmadan her geometride kullanımı mümkün değildir. Geometrinin hex elemanlara uygun hale getirilmesi gerekmektedir. SIMULIAworks içerisinde bulunan birden çok meshleyici algoritmasıyla hex meshler oluşturabilirsiniz.
Sweep 3D Mesher
Otomatik olarak kaynak ve hedef yüzey belirlenir ve kaynak yüzeye otomatik olarak atılmış mesh süpürülerek hex mesh atılır. Kaynak yüzey ve hedef yüzey arasında kaç sıra mesh olacağı yada mesh boyutu belirtilir. Eleman mertebesi, boyutu dışında modeldeki ufak delikleri yok sayabileceğiniz sadeleştirme araçlarına sahiptir.
Partition Hex Mesher
Karmaşık geometriler hex hacimler ile doldurulabilecek parçalara kullanıcı tarafından manuel olarak parçalara ayrılır. Görselleştirme ayarlarından hex olarak mesh atılabilecek parçalar sarı renk ile gösterilir. Turuncu renk ile gösterilen parçalar tedrahedral eleman ile meshlenir. Ayrıca alt parçalara ayrı ayrı hex meshler atabilir ve bunları birbirine bağlayabilirsiniz.
Hex-dominant Mesh
Hesaplamalı akışkanlar mekaniği uygulamalarında(CFD) ve Plastik enjeksiyon analizlerinde sıklıkla tercih edilir. İçerisinde bulundurduğu boundary layer mesh sayesinde ani hız değişimlerini viskoz değişimlerini yakalamak için sıklıkla kullanılır.
Yüzey Mesh Tipleri ve Araçları
Yüzey mesh tipleride kendi içerisinde octree triangle mesher – surface triangle mesher ve quad mesher olmak üzere üçe ayrılır. Uygulama olarak katı mesh oldukça benzer fakat burada mesh 2 boyutlu olarak atılmaktadır. Kalınlık dışarıdan parametre olarak tanımlanmaktadır.
Kullanıcı müdahalesinin daha fazla olmasından ve elemanların bağlanma tipinden kaynaklı olarak tedrehedral meshleyiciler arasında octree eleman daha fazla önerilmektedir. Aşağıdaki görselde bağlanma tipleri arasındaki fark gözükmektedir.
Mümkün olduğunca quad eleman kullanılması önerilmektedir. Quad eleman sayesinde çok daha az elamanla deformasyonu yakalayabilirsiniz.
Beam Mesh
Eğer yapınızda uzun profiller mevcut ise çubuk elamanlar kullanarak analizi gerçekleştirebilirsiniz. Hesaplama süresi oldukça kısadır. Sol taraftaki resimdeki gibi konstrüksiyonuzu beam ve trust olmak üzere meshleyebilirsiniz.
Eleman Tipi – Matematiksel Formülasyonu
Simuliaworks içerisinde uygulamış olduğunuz mesh tipine özgü matematiksel formülasyonu da belirleyebilirsiniz. Abaqus solverı içerisinde bu elemanlar malzemenin türüne ve yükleme deformasyonuna özgü seçilebilir.
Mesh Kuralı Oluşturma
Çalışmış olduğunuz firmada uzun süre boyunca oluşan mesh tecrübesini mesh kuralı oluşturarak tanımlayabilirsiniz. Tanımlamış olduğunuz kurala göre meshiniz otomatik olarak oluşturulur. Belirtmiş olduğunuz şartları sağlayıp sağlamadığını görselleştirme araçları ile kontrol edebilir ve mesh manipülasyonları yaparak hızlı bir şekilde ağınızı oluşturabilirsiniz. Bu sayede uzun zaman alan tek tek mesh ayarlarından da bu sayede kurtulmuş olursunuz.
Daha fazla blog yazımızın uzamaması adına sadece mesh tiplerine değinilmiştir. Mesh görselleştirme ayarları ile mesh manipülasyonları konusuna değinilmemiştir. Daha detaylı bilgi için bizim ile iletişime geçebilirsiniz. Bu blog yazında hacim mesh ile yüzey meshin hangi amaç ile tercih edildiğine değinilmemiştir. Daha detaylı bilgi için tıklayınız.
