Günümüz mühendislik dünyasında yapısal analiz, ürünlerin dayanıklılığını ve güvenliğini değerlendirmek için vazgeçilmez bir adımdır. Bilgisayar destekli mühendislik (CAE) araçları sayesinde, bir yapının dış yükler altındaki davranışı dijital ortamda analiz edilebilir. Bu analizler, ürün geliştirme sürecinde zaman ve maliyet tasarrufu sağlarken, güvenlik ve performans açısından da kritik veriler sunar.
Bu yazımızda, yapısal analiz nedir, doğrusal (linear) ve doğrusal olmayan (nonlinear) yapısal analizler arasındaki farklar nelerdir, ve Ansys ile bu analizler nasıl gerçekleştirilir gibi temel sorulara yanıt vereceğiz.
Yapısal analiz, bir yapının dış kuvvetler, momentler, basınç, yerçekimi gibi yükler altında nasıl deformasyona uğrayacağını, hangi bölgelerde gerilme yoğunlaşması olacağını ve güvenli çalışıp çalışmayacağını belirlemek için yapılan hesaplamalı mühendislik çalışmasıdır.
🛡️ Yapı güvenliğini sağlar.
🧪 Prototip maliyetini azaltır.
⏱️ Tasarım sürecini hızlandırır.
🧩 Malzeme optimizasyonu yapılmasını sağlar.
📜 Yönetmeliklere uyumluluk sunar.
Yapısal analizler iki ana kategoriye ayrılır:
Doğrusal analiz, malzeme davranışının elastik olduğu ve geometri değişimlerinin küçük varsayıldığı senaryolarda kullanılır.
Özellikleri:
Gerilme-şekil değiştirme ilişkisi doğrusaldır (Hooke Yasası).
Küçük deformasyon varsayılır.
Hesaplama süresi kısadır.
Kullanım Alanları:
Statik yükleme altındaki basit geometriler
Malzeme seçimi öncesi ön analiz
İlk tasarım doğrulamaları
📌 Avantajı: Hızlı ve düşük kaynakla çözüm alınabilir.
⚠️ Sınırlaması: Karmaşık fiziksel davranışlar modellenemez.
Nonlinear analiz, malzeme, geometri veya temas koşullarında doğrusal olmayanlıkların olduğu karmaşık sistemlerde kullanılır.
Başlıca Nonlineerlik Türleri:
Malzeme Nonlineer'ite: Plastik şekil değişimi, kopma, viskoelastisite vb.
Geometrik Doğrusal Olmayanlık: Büyük yer değiştirme ve dönmeler.
Kontak Doğrusal Olmayanlığı: Parçalar arası sürtünme, açılma, ayrılma.
Kullanım Alanları:
Darbe ve çarpışma analizleri (otomotiv, savunma)
Lastik, contalar gibi esnek yapılar
Yüksek sıcaklıkta çalışan parçalar
Karmaşık montaj senaryoları
📌 Avantajı: Gerçek dünya davranışları çok daha doğru modellenir.
⚠️ Sınırlaması: Uzmanlık ve yüksek işlem gücü gerektirir.
| Özellik | Doğrusal (Linear) | Doğrusal Olmayan (Nonlinear) |
|---|---|---|
| Malzeme Davranışı | Elastik | Elastik + Plastik + Karmaşık |
| Geometrik Davranış | Küçük deformasyon varsayımı | Büyük deformasyon dikkate alınır |
| Temas Koşulları | Sabit | Açılma, kapanma, sürtünme dahil |
| Hesaplama Süresi | Kısa | Uzun |
| Kullanım Zorluğu | Düşük | Orta-Yüksek |
| Kullanım Alanı | Basit yapılar | Karmaşık mühendislik senaryoları |
Ansys Mechanical, hem linear hem de nonlinear yapısal analizler için gelişmiş bir FEA (Sonlu Elemanlar Analizi) platformudur. Aşağıda tipik bir analiz süreci özetlenmiştir:
Geometri Tanımı: DesignModeler ya da SpaceClaim ile oluşturulur.
Malzeme Atama: Elastik, plastik veya hiperelastik gibi malzeme modelleri seçilir.
Mesh (Ağ) Oluşturma: Analize uygun ağ çözünürlüğü belirlenir.
Sınır Şartları ve Yükler: Kuvvet, basınç, yer değiştirme, kontak tanımları girilir.
Analiz Türü Seçimi: Linear ya da nonlinear solver yapılandırılır.
Çözümleme: Simülasyon çalıştırılır.
Sonuç Analizi: Gerilme, deformasyon, güvenlik katsayısı grafiklerle yorumlanır.
Yapısal analiz, mühendislikte güvenliğin ve verimliliğin temel taşıdır. Doğrusal analizler hızlı ve ön doğrulamalar için kullanılırken, doğrusal olmayan analizler gerçek dünya davranışlarını derinlemesine anlamak için tercih edilir. Fetech İleri Mühendislik olarak, Ansys çözümleriyle hem lineer hem de nonlinear analizlerde size teknik destek sağlamaktan gurur duyarız.
🧠 Projeniz için en doğru analiz türünü birlikte belirleyelim.
📞 Bize ulaşın, simülasyonun gücüyle tasarımlarınızı bir adım öteye taşıyın.