Structural Designer-Kiriş Statik Analizi

0
78

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.

Yapısal Kiriş Tipleri

SOLIDWORKS ortamında 3 tip kiriş ile bir dikme ve ona yatay olarak gelen balkon tabanını oluşturacak destek yapısının teki ele alınarak statik analiz gerçekleştireceğiz.

NPU IPE I Kiriş ve Dikdörtgen Profil
Sırasıyla NPU, IPE I Kiriş ve Dikdörtgen Profil

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.

SIMULIA Linear Structural Validation
Linear Structural Validation Uygulaması

 

NPU Kiriş

NPU Kiriş SOLIDWORKS Tasarımı
NPU Kiriş SOLIDWORKS Tasarımı

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.

Structural Designer -Linear Structural Validation Analiz Ekranı
Structural Designer -Linear Structural Validation Analiz Ekranı

Kirişler için sade karbon çeliği/plain carbon steel malzemesi atanmıştır. Sade karbon çeliği akma mukavemeti yaklaşık 220 MPa’dır.

Kiriş Malzeme Atama
Kiriş Malzeme Atama

Mesh sekmesi üzerinden Mesh Specifications içinden iki gövde için mesh size 10 mm seçilmiştir. Generate Mesh seçilerek otomatik mesh atama işlemi gerçekleştirilmiştir.

Mesh Specifications ile Mesh Boyutu Ayarlama
Mesh Specifications ile Mesh Boyutu Ayarlama
Generate Mesh ile Model Meshleme
Generate Mesh ile Model Meshleme

Kirişlere kaynak bağlantısı olduğundan Connections kısmında Bonded Contact birleşmiş temas seti seçilmiştir.

Birleşmiş Temas Seti-Bonded Contact
Birleşmiş Temas Seti-Bonded Contact

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.

Boundary Conditions Clamp ile Sabitleme
Boundary Conditions Clamp ile Sabitleme
Loads Force ile Kuvvet Yük Uygulama
Loads Force ile Kuvvet Yük Uygulama

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.

NPU Kiriş Von Mises Gerilme Sonucu
NPU Kiriş Von Mises Gerilme Sonucu
NPU Kiriş Sehim Sonucu
NPU Kiriş Deformasyon Sonucu

IPE Kiriş

NPU kiriş için uygulanan tüm analiz hazırlık adımları IPE I 140 standart kiriş modellemesi için de gerçekleştirilmiştir.

IPE I Kiriş SOLIDWORKS Tasarımı
IPE I Kiriş SOLIDWORKS Tasarımı

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.

IPE I Kiriş Von Mises Gerilme Sonucu
IPE I Kiriş Von Mises Gerilme Sonucu
IPE I Kiriş Deformasyon Sonucu
IPE I Kiriş Deformasyon Sonucu

Dikdörtgen Profil

NPU kiriş için uygulanan tüm analiz hazırlık adımları Dikdörtgen 100×200 mm 5mm et kalınlıklı profil modellemesi için de gerçekleştirilmiştir.

Dikdörtgen Profil SOLIDWORKS Tasarımı
Dikdörtgen Profil SOLIDWORKS Tasarımı

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.

Dikdörtgen Profil Von Mises Gerilme Sonucu
Dikdörtgen Profil Von Mises Gerilme Sonucu
Dikdörtgen Profil Deformasyon Sonucu
Dikdörtgen Profil Deformasyon Sonucu

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.

SIMULIAworks hakkında detaylı bilgi almak için ürün sayfasını ziyaret edebilirsiniz:
Analiz Projeleri Uygulama Mühendisi, Sertifikalar: CSWE, CSWE-Simulation

YANIT VER

Mesajınızı yazın
Adınızı buraya girin