Bir balkon veya sundurma için kullanılacak olan çelik kiriş tiplerini 3DEXPERIENCE SIMULIA Structural Designer ile statik analizini gerçekleştirelim.
Bu çalışmamızda NPU, IPE ve dikdörtgen profil kirişleri aynı koşullara tabi tutarak gerilme ve sehim açısından en optimal olanına karar vereceğiz.
SOLIDWORKS ortamında 3 tip kiriş ile bir dikme ve ona yatay olarak gelen balkon tabanını oluşturacak destek yapısının teki ele alınarak statik analiz gerçekleştireceğiz.
SOLIDWORKS ile 1500 mm yüksekliğinde 4350 mm genişliğinde birbirine dik olacak şekilde kiriş tasarımı gerçekleştirilmiştir.
SIMULIA Structural Designer rolü üzerinden Linear Structural Validation uygulaması kullanılarak model analiz ortamına aktarılmıştır.
NPU Kiriş
Kiriş tasarımı profil komutları ile NPU 140 standardında tasarlanmıştır.Yük uygulanacak kısım sketch ile ayrım çizgisi kullanılarak yüzey şeklinde ayrılmıştır. Bu şekliyle Linear Structural Validation uygulaması seçilip Structural seçilerek model analiz ortamına aktarılmıştır.
Kirişler için sade karbon çeliği/plain carbon steel malzemesi atanmıştır. Sade karbon çeliği akma mukavemeti yaklaşık 220 MPa’dır.
Mesh sekmesi üzerinden Mesh Specifications içinden iki gövde için mesh size 10 mm seçilmiştir. Generate Mesh seçilerek otomatik mesh atama işlemi gerçekleştirilmiştir.
Kirişlere kaynak bağlantısı olduğundan Connections kısmında Bonded Contact birleşmiş temas seti seçilmiştir.
Yatay kirişin orta noktasından 3000 N yaklaşık 300 kg yük 500 mm genişliğindeki bir bölgeye Loads kısmında yer alan Force ile uygulanmıştır. Boundary Conditions kısmında yer alan Clamp ile kirişler uç noktalarından sabit kabul edilmiştir.
Analiz tanımlamaları bu şekilde tamamlanmıştır. Result kısmından Simulate basılarak analiz çözdürülmüştür. Gerilme değeri maksimum 81.5 MPa gözlemlenmiş olup maksimum deformasyon 3.48 mm gözlemlenmiştir.
IPE Kiriş
NPU kiriş için uygulanan tüm analiz hazırlık adımları IPE I 140 standart kiriş modellemesi için de gerçekleştirilmiştir.
Malzeme, mesh özellikleri, sabitleme, yük uygulama ve temas seti tanımlama işlemleri NPU kiriş için yapılan işlemler ile aynı şekilde gerçekleştirilmiştir.
IPE I kiriş için analiz sonuçları aşağıdaki görsellerde yer almaktadır. Gerilme değeri maksimum 71.3 MPa gözlemlenmiş olup maksimum deformasyon 1.4 mm gözlemlenmiştir.
Dikdörtgen Profil
NPU kiriş için uygulanan tüm analiz hazırlık adımları Dikdörtgen 100×200 mm 5mm et kalınlıklı profil modellemesi için de gerçekleştirilmiştir.
Malzeme, mesh özellikleri, sabitleme, yük uygulama ve temas seti tanımlama işlemleri NPU kiriş için yapılan işlemler ile aynı şekilde gerçekleştirilmiştir.
Dikdörtgen profil için analiz sonuçları aşağıdaki görsellerde yer almaktadır. Gerilme değeri maksimum 187 MPa gözlemlenmiş olup maksimum deformasyon 0.607 mm gözlemlenmiştir.
Analiz sonuçlarına istinaden en düşük gerilme IPE I kirişte, en düşük deformasyon ise Dikdörtgen Profil’de gözlemlenmiştir. Dikdörtgen profilde oluşan maksimum gerilme dikme olan profilin kesit alanında gerçekleşmiştir. Burada dikme profil ve yatay profil arasına atılacak çapraz bağlantı ile gerilme düşürülebilir. Böylelikle en optimal çözüm dikdörtgen profil ile sağlanabilir.
3DEXPERIENCE SIMULIA Structural Designer ile statik analizler gerçekleştirerek yapılarınız için en optimal çözümleri belirleyebilirsiniz.
