Şekil 1. Workbench Modül Dizilimi
Bilgisayar simülasyonları, yüksek başarımlı hesaplama donanımlarının güç kazanması ve simülasyon yazılımlarının bu güçten istifade edecek yeni yöntemler geliştirmesiyle ürün ortaya çıkarmayı kolaylaştırıyor, tasarım proseslerini hızlandırıyor ve ürün kabiliyetlerini her geçen gün daha ileri taşıyor. Bu teknoloji sayesinde tek bir platform üzerinden bir ürünün tasarımı, üretim simülasyonu ve kullanım anındaki dayanımının analizi, kolaylıkla gerçekleştirilebiliyor. Bahsi geçen tüm aşamalarda Ansys yazılımları kullanılarak topoloji optimizasyonu yapılabiliyor ve üretim ve kullanıma dair üretim öncesi fikir edinilebiliyor. Bu sayede de zamandan ve maliyetten kazanç sağlanabiliyor ve yüksek kalite elde edilebiliyor.
Ansys ürünlerinin blok diyagramı yapısı ile birbirine bağlanabilmesini sağlayan Ansys Workbench platformu (Şekil 1); topoloji optimizasyonu, üretim ve dayanım simülasyonlarının birbirleri ile ilişkilendirilmesini ve bu simülasyonlar arasındaki veri transferinin yüksek bir hızla gerçekleştirilebilmesini sağlıyor. Ansys Workbench platformunun kullanıcı dostu arayüzü ile gelen farklı programlar arası geçiş uyumu, tüm bu sürecin aynı ürün ailesi içerisinde gerçekleşmesini de mümkün kılıyor.
Alt Salıncak Parçasının Topoloji Optimizasyonu, Üretim ve Kullanım Koşullarının Analiz Edilmesi
Numesys bünyesinde, Ansys araçlarıyla gerçekleştirilen bir çalışma, bu araçların vadettiklerinin uygulamada nasıl gerçekleştiğini ortaya koyuyor. Bu çalışmada, hareket halindeki bir araçta oluşacak yüklerin tanımlandığı alt salıncak parçası, Ansys yazılım ailesinden Discovery ürününün anlık sonuç verme özelliği sayesinde saniyeler içerisinde topolojik olarak optimize edildi (Şekil 2). Optimize yapı, Discovery ürününden STL formatında çıktı olarak alındı ve Workbench platformuna dâhil edildi.
Şekil 2. Topoloji optimizasyonundan elde edilen model
Süreçteki sonraki durak olan SpaceClaim Direct Modeler, Ansys’in 3 boyutlu modelleme ve analiz hazırlık aracıdır. Her türlü CAD verisiyle uyumlu olan ve direkt modelleme olanağı sunan SpaceClaim Direct Modeler aracılığıyla Discovery’den alınan STL verisi, bu sayede CAD verisine dönüştürüldü.
Metal eklemeli imalat süreci, üretilen parçada çarpılmaya ve kalıcı gerilme/gerinmelere sebep olabiliyor. Yapısal analiz alanında dünyada en çok kullanılan yazılım olan Workbench Mechanical, Powder Bed Fusion (PBF) ve Directed Energy Deposition (DED) metal eklemeli imalat yöntemleri için bu tür hataları öngörme ve çarpılma miktarını ve kalıcı gerilme/gerinmeleri hesaplama kabiliyetine sahiptir. Analiz edilmiş yapı, Workbench platformu sayesinde kalıcı etkilerle birlikte başka programlara aktarılabiliyor ve farklı senaryolar için girdi olarak kullanılabiliyor.
Gerçekleştirilen çalışmada, deforme olmuş ve üzerine kalıcı gerilmeler/gerinmeler haritalanmış analiz çıktısı (Şekil 3), yine Ansys yazılım grubunun bir üyesi olan LS-DYNA programına aktarıldı. LS-DYNA’da, yapının darbe yükü altında davranışı, üretimden kaynaklı etkilerin de dâhil edildiği ve yüksek deformasyon hızına bağlı, kapsamlı bir simülasyonla incelendi (Şekil 4). Sonuçta, tasarlanan parçanın sahada, karşılaşacağı etkiler altında güvenilir bir şekilde çalışabileceği, Ansys’in araçları kullanılarak gösterildi.
Şekil 3. Eklemeli imalat süreci sonrasında yapıda gözlenen kalıcı gerilmeler
Ansys ürün grubu, Workbench platformu sayesinde farklı modüller arasında veri alışverişinin hızlı ve etkin bir şekilde yapılmasını mümkün kılıyor. Böylece tasarım, üretim ve kullanım simülasyonlarını gerçekçi sonuçlarla destekliyor.
Şekil 4. Yüksek deformasyon hızı etkisinde yapıda gözlenen eşdeğer plastik gerinme
