Autodesk Nastran In-CAD Düz Duvarlı Tank Nonlinear Statik Analiz Çalışması

Bu alıştırmada, stres güçlendirme olgusunu keşfetmek için doğrusal olmayan statik bir analiz yapacağız. Söz konusu model, 48 inç x 48 inç x 96 inç yüksekliğinde düz duvarlı bir tanktır. Tankın duvarları düzdür ve büyük deformasyon etkilerine yol açabilecek basınç yüküne maruz kalır.

Bu analizi hem doğrusal hem de doğrusal olmayan statik birer analiz olarak yapacağız ve sonuçları karşılaştıracağız.

1. Modeli Açın Ve Autodesk Nastran In-CAD Ortamını Başlatın

  • Autodesk Inventor'ı başlatın ve Çalışmalar klasörünüzün 15. Bölüm - Düz Duvarlı Tank alt klasöründeki Flat Walled Tank.ipt ‘yi açın.
  • Bunu görmelisiniz:

  • Bu modelin gerçek tankın dörtte biri olduğuna dikkat edin. Bu, modeli 1/4 simetriye indirger. Ayrıca Split1 adlı özelliğe dikkat edin. Bu, tankın sıvı dolum yüksekliğini nasıl kontrol edeceğimizdir. 84 inç'lik bir doldurma yüksekliği alacağız. Basınç yükünü yaşayan "ıslanan" yüzlerin mor renkte olduğunu unutmayın.
  • Şerit menüde Environment sekmesindn Autodesk Nastran In-CAD seçeneğini tıklayın. Model ağacında, İdealleştirmeleri (İdealization) genişletin. Herhangi bir İdealleştirme önceden tanımlanmışsa, aşağıdaki 1. ve 2. Katmanlar (Solid 1 veya 2) gibi, istenmeyen malzemelerin analize katılamamasını sağlamak için İdealleştirmeler (Idealizations ) > Tümünü Sil (Delete All)'i sağ tıklayın.

2. Physical Property’i Tanımlayın

  • Şerit menüden İdealleştirmeleri (İdealizations) tıklayın.
  • İdealleştirmeler iletişim kutusunda, türü Shell Elements olarak ayarlayın.
  • Yeni Malzeme (New Material) simgesine tıklayın.
  • Malzeme iletişim kutusunda, Malzeme Seç (Select Material) 'i tıklayın. Autodesk Malzeme Kütüphanesini genişletin ve Paslanmaz Çelik'i seçin. Tamam'a tıklayın. Malzeme iletişim kutusunda Tamam'ı tıklayın.
  • İdealleştirmeler iletişim kutusunda, kalınlığı, t, 0,1 olarak ayarlayın.
  • İlişkili Geometri (Associated Geometry) kutusunu işaretleyin.
  • Tankın beş yüzeyini gösterildiği gibi seçin.
  • Tamam'a tıklayın.

3.Tank Geometrisinin Mesh Yapısını Oluşturun

  • Şerit menüde Mesh panelinden Mesh Ayarları'na tıklayın.
  • Öğe Boyutu (Element Size) olarak 3 girin.
  • Öğe Sırasını (Element Order) Doğrusal (Linear) olarak değiştirin.
  • Mesh oluşturmak için Tamam'a tıklayın.

Not: Beş yüzden herhangi biri örgü değilse, özelliği düzenleyin ve aynı beş yüzeye yeniden atayın ve Mesh’i yeniden oluşturun.

4. YZ Düzlemindeki Tank Kenarlarını Sınırlayın

Bu adımda, YZ düzlemindeki simetri kenarlarına X simetrisi atayacağız.

  • Şerit menüden Kısıtlamalar (Constrains) 'ı tıklayın.
  • X Simetrisi'ne tıklayın.
  • Resimde gösterilen üç kenarı seçin. Modelin ve koordinat sisteminin yönüne dikkat edin.
  • Tamam'a tıklayın.

5. Tank Kenarlarını Sınırlayın

Bu adımda, XY düzlemindeki simetri kenarlarına Z simetrisi atayacağız.

  • Şerit menüden Kısıtlamalar (Constrains) 'ı tıklayın.
  • Z Simetrisi'ne tıklayın.
  • Resimde gösterilen üç kenarı seçin. Modelin ve koordinat sisteminin yönüne dikkat edin.
  • Tamam'a tıklayın.

6. Tankın Altını Sınırlayın

Sonra, alt yüzeyin yerde kalmasını sağlamak için alt yüzeye dikey bir sınırlama ekleriz. Bu ve iki simetri koşulu tankın doğal olarak genişlemesini sağlar.

  • Şerit menüden Kısıtlamalar (Constrains) 'ı tıklayın.
  • Free’ ye ardından Ty’ye tıklayın.
  • Tankın alt yüzeyini seçin.
  • Tamam'a tıklayın.

7. Basınç Yükünü Atama

Tankın basit bir hidrostatik analizini yaparak, tankın altındaki basıncın 84 inç sütunlu bir su ile 3.032 psi olduğunu belirleriz:

  • Şerit menünün Setup panelinden Yükler (Loads) 'e tıklayın.
  • Tip olarak Basınç (Pressure) 'ı seçin.
  • Deponun üç ıslak yüzeyini seçin.
  • -1 büyüklüğünü (Magnitude) girin.
  • Değişken Yük Tanımı (the Variable Load Definition) görünür şekilde iletişim kutusunu genişletmek için Gelişmiş Seçenekler (Advanced Options) 'e tıklatın.
  • Değişken Yük Tanımını kontrol edin ve İnterpolasyon Yönteminin Doğrusal (Linear) olarak ayarlandığından emin olun.
  • Gösterilen iki köşeyi, önce üst daha sonra altı seçin.
  • Ekle'ye tıklayın.
  • Tablonun Skaler sütununda, üstteki hücreye çift tıklayın ve 1. satırda 0 ve 2. satırda 3.032 girin.
  • Değişen yükü daha net görmek için Görüntü Seçenekleri (Display Options) alanında, Yoğunluk kaydırıcısını (Density Slider) hareket ettirin.
  • Tamam'a tıklayın.

8. Birde Lineer Statik Çalıştırın ve Sonuçları Gözden Geçirin

  • Şerit menüden Çalıştır (Run) 'ı tıklayın.
  • Analiz ağacının Results (Sonuçlar) dalından, Displacement (Yer Değiştirme)'a sağ tıklayın ve Display (Göster) üzerine tıklayın.

  • Von Mises'e sağ tıklayın ve Göster (Display) 'e tıklayın.

Hem yer değiştirme hem de von Mises stres sonuçları grafikleri, tankta sorun olduğunu göstermektedir.

9. Analiz Türünü Doğrusal Olmayan Statik Olarak Değiştirin Ve Tekrar Çalıştırın

  • Analiz ağacında Analiz 1'e sağ tıklayın ve Düzenle'ye tıklayın.

  • Türü Doğrusal Olmayan Statik (Nonlinear Static) olarak değiştirin.
  • Tamam'a tıklayın.
  • Şerit menüden Çalıştır'a tıklayın

10. Doğrusal Olmayan Sonuçları Gözden Geçirme

  • Analiz ağacındaki Sonuçlar'a sağ tıklayın ve Düzenle'ye tıklayın.
  • Yer Değiştirme (Displacement) seçeneğini seçin.
  • Göster (Display) 'e tıklayın.

  • Deformasyon Seçenekleri (Deform Options) sekmesine tıklayın. Gerçek (Actual) 'i seçin ve 1.0 değerini belirleyin.
  • Göster'i tıklayın.

  • Kontur Seçenekleri (Contour Options) sekmesini tıklayın. Sonuç Verilerini Stres olarak değiştirin ve Türü SHELL MAX VON MISES STRESS olarak değiştirin. (Sonuçlar güncellenmezse, Göster (Display)'e tıklayın.)

Sonuçlar doğrusal statik sonuçlardan önemli ölçüde farklı görünüyor!

Özet:

Bu alıştırmada, Doğrusal Olmayan Statik analiz türüne geçerek nasıl daha iyi doğruluk elde edebileceğimizi göstermek için büyük bir yer değiştirme modeli için doğrusal ve doğrusal olmayan sonuçları karşılaştırdık. Ek olarak, bir kabuk modelinde simetri kısıtlamaları ve katı bir yüzeyde kabuk özellikleri tanımladık. Hidrostatik basıncın derinlikteki değişimini simüle etmek için tankın dikey ıslak yüzeylerine değişken bir yük uyguladık.

Şirket: Altar Teknoloji

Yazan: Havva Simit

 
Autodesk Nastran In-CAD Düz Duvarlı Tank Nonlinear Statik Analiz Çalışması