Structural Mechanics Engineer-Araç Random Vibration Analizi

0
47

SOLIDWORKS ile tasarlanan basit örnek bir araç modelinin 3DEXPERIENCE SIMULIA Structural Mechanics Engineer ile random vibration dinamik analizini gerçekleştirelim.

Structural Mechanics Engineer, 3DEXPERIENCE SIMULIA yapısal ürünleri arasında yer alan en üst pakettir. Random vibration/rastlantısal titreşim, response spectrum, non-lineer dinamik explicit, non-lineer statik, akustik analizler gerçekleştirilebilir. SIMULIA Abaqus çözücüsü kullanılarak delinme, çarpışma, yırtılma, kopma, kırılma, bükülme vb. ekstrem durumların analizleri gerçekleştirilebilmektedir.

SOLIDWORKS ile tasarladığımız modeli Structural Mechanics Engineer içinde yer alan Structural Model Creation ile açabiliriz.

SIMULIA Structural Model Creation
Structural Model Creation Uygulaması ile Model Açma

Araç modeline BIW olarak isimlendirilen malzeme özellikleri aşağıdaki görseldeki gibi işlenmiştir. Burada yoğunluk olarak 8100 kg/m^3 değeri kullanılmıştır.

SIMULIA Malzeme Özellikleri
Araç Malzeme Özellikleri

Mesh olarak tetrahedron mesh kullanılmıştır. Mesh boyutu olarak 2 mm kullanılmış ve absolute sag/sarkma değeri olarak 1.27 mm kullanılmıştır. Eleman mertebesi Linear  seçilerek meshleme gerçekleştirilmiştir.

SIMULIA Mesh Model
Araç Mesh Model

Modelde malzeme atama ve mesh işlemleri bitirildikten sonra Structural Mechanics Engineer içinde yer alan Mechanical Scenario Creation seçilerek analiz senaryo ve tanımlamaları gerçekleştirilebilir.

SIMULIA Structural Mechanics Engineer Mechanical Scenario Creation
Structural Mechanics Engineer Mechanical Scenario Creation

Bu analiz işlemi için Procedures sekmesi içinden Random Vibration analiz tipi seçilmiştir. Random Vibration Analiz tipi de modal ve harmonik dinamik analizler gibi dinamik analiz tipi olup öncesinde frekans/titreşim analizine ihtiyaç duymaktadır. Random Vibration analiz işlemi öncesinde frekans analizi ilgili model için çözdürülmüştür.

SIMULIA Random Vibration Analiz Tanımlama
Random Vibration Analiz Tanımlama

Burada frequency range/frekans aralığı olarak titreşim analizinde yer alan 10 modun frekans değerlerinin en yükseği baz alınarak 0 ile 1500 Hz aralığında frekans skalası belirtilmiştir. 16 hesaplama noktası üzerinden bias/sapma değeri 3 girilmiştir. Frequency Scale/frekans skalası logaritmik olarak belirlenmiştir. Sönümleme olarak da 15 mod baz alınıp kiritk sönümleme oranı %0.04 olarak belirlenmiştir. İlgili değerler tamamen örnek teşkil etmesi açısından seçilen değerlerdir. Burada seçim aracın  sönüm oranı, random vibration analiz için gereken yol verisi, frekans durumu vb. koşullar göz önüne alınarak girilmelidir. Detaylı bilgi için Structural Mechanics Engineer-Random Vibration içeriğini inceleyebilirsiniz.

Boundary Conditions sekmesinde yer alan Clamp komutu ile modelde sabitlenecek kısımlar tanımlanmıştır. Burada aracın ön ve arka yüzleri sabitlenmiştir.

SIMULIA Clamp Sabitleme
Clamp Sabitleme

Araca yük olarak Acceleration Base Motion uygulanmıştır. İvme temel hareketi olarak da tanımlanan bu değeri random vibration içinde Power Spectral Density/PSD ile girmek gerekmektedir. Power Spectral Density grafiği g^2/Hz cinsinden frekansa bağlı olarak ivme grafiğidir.

SIMULIA Acceleration Base Motion-PSD
Random Vibration-Acceleration Base Motion Uygulama-PSD

İlgili PSD grafiğini bu yük değerini vermeden önce tanımlamak gerekmektedir. Bu değeri tanımlamak için Setup sekmesinde genlik değerlerinin girildiği kısımda Power Spectral Density seçilmelidir.

SIMULIA Power Spectral Density PSD Tanımlama
Power Spectral Density/PSD Tanımlama

Burada 5 frekans değeri için g^2/Hz şeklinde yük tanımlamaları oluşturulmuştur. Bu değerler araçlar için yolun sahip olduğu veriler üzerinden alınarak uygulanabilir. Bu kısımda kullanılan değerler örnek olması açısından oluşturularak uygulanmıştır. PSD ile ilgili olarak detaylı bilgi için Structural Mechanics Engineer-Power Spectral Density içeriğini inceleyebilirsiniz.

Analiz çözümüne başlamadan önce Simulate sekmesinde Output kısmından Stress, Strain, Displacement vb. gibi istenilen çıktılar seçilebilir. İşlemler neticesinde Simulate sekmesinde yer alan Simulate komutu ile analiz çözdürülmüştür.

Öncelikle frekans analizi sonucu alınan displacement/deformasyon verileri incelenmiştir. Frekans analiz işlemi random vibration analiz çözüdürlmeden önce çözdürülerek. Sistemin maruz kaldığı titreşim ve deformasyon skalasın incelenmelidir. Sonrasında ilgili değerler göz önünde bulundurularak random vibration analiz gerçekleştirilmesi daha uygun bir çalışma olacaktır.

SIMULIA Frekans Titreşim Analiz
Frekans Analiz Sonucu İlk Doğal Frekans
SIMULIA Frekans Analiz Mod
Frekans Analiz Sonucu 10. Mod

İlgili sonuçlara istinaden random vibration analiz deformasyon sonuçları farklı frekans değerlerinde aşağıdaki grafiklerdeki gibidir.

SIMULIA Random Vibration Analiz
Random Vibration Analiz Deformasyon Sonucu-352 Hz
SIMULIA Random Vibration Result
Random Vibration Analiz Deformasyon Sonucu-706 Hz
SIMULIA Random Vibration Analiz Deformasyon
Random Vibration Analiz Deformasyon Sonucu-1056 Hz
SIMULIA Random Vibration Analiz Deformasyon Sonucu
Random Vibration Analiz Deformasyon Sonucu-1500 Hz

352 Hz değeri sistemin ilk doğal frekans değeridir. Bu sebeple buradaki random vibration sonucu da göz önünde bulundurulmalıdır. Sonrasında sırasıyla PSD grafiğinde yer alan frekans değerlerindeki deformasyon sonuçları da listelenmiştir. Random vibration analiz sonucu Velocity/Hız sonuçları da alınabilmektedir. İlk doğal frekans değerindeki hız sonucu da aşağıdaki görseldeki gibidir.

SIMULIA Random Vibration Velocity
Random Vibration Analiz Hız Sonucu-352 Hz

Random Vibration analiz sonucu 1478 Hz değerinde gözlemlenen deformasyon animasyon grafiği de aşağıdaki gibidir.

Random vibration analiz ile sistemin maruz kaldığı titreşime bağlı ivme değerlerini analiz edebilir ilgili maruziyet yoğunluğu altında sistemin deformasyon, hız gibi etkilerini gözlemleyebilirsiniz. Random vibration-rastlantısal titreşim analizi titreşimin düzensiz ancak belirli yoğunlukta olduğu durumlarda sistemde oluşan dinamik etkiyi gözlemlemek için kullanılabilmektedir.

3DEXPERIENCE SIMULIA ile gelen ve yapısal en üst paket olan Structural Mechanics Engineer ile ileri seviye analiz yapabilir karmaşık ve ekstrem durumları analiz edebilirsiniz.

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