Günümüzde mühendislik tasarım süreçleri, gelişmiş CAD ve CAE yazılımlarının sunduğu imkanlar sayesinde her zamankinden daha hızlı ilerlemektedir. Bir parçanın veya sistemin üç boyutlu modelini oluşturmak, mesh atmak ve analiz çalıştırmak artık birkaç saat içerisinde gerçekleştirilebilmektedir.
Peki, yalnızca tasarım oluşturup mesh atmak gerçekten yeterli midir?
Kısa cevap: Hayır.
Bir sonlu elemanlar analizi (Finite Element Analysis - FEA) çalıştırılmış olması, elde edilen sonuçların doğru olduğu anlamına gelmez. Mühendislik analizlerinde doğru sonuçlara ulaşabilmek için modelleme, mesh oluşturma, sınır şartlarının tanımlanması, yükleme senaryolarının belirlenmesi ve sonuçların mühendislik bakış açısıyla değerlendirilmesi gerekir.
Bu nedenle başarılı bir mühendislik çalışması yalnızca yazılım kullanabilmekten değil, fiziksel davranışı doğru yorumlayabilmekten geçer.
Sonlu Elemanlar Analizi (FEA), bir ürünün veya yapının gerçek çalışma koşulları altında nasıl davranacağını öngörmek amacıyla kullanılan sayısal bir mühendislik yöntemidir.
FEA sayesinde;
henüz fiziksel prototip üretilmeden incelenebilir.
Ancak FEA sonuçlarının doğruluğu, modele girilen verilerin doğruluğu kadar güvenilirdir.
Mesh, analiz yapılacak modelin küçük elemanlara bölünmesi işlemidir.
Bu işlem sayesinde karmaşık geometriler matematiksel olarak çözülebilir hale gelir.
Birçok mühendislik yazılımında mesh oluşturma işlemi birkaç tıklamayla tamamlanabilmektedir. Bu durum bazen yanlış bir algı oluşturmaktadır:
“Mesh oluşturulduysa analiz hazırdır.”
Oysa gerçek mühendislik yaklaşımında mesh, yalnızca analiz sürecinin başlangıç noktalarından biridir.
En sık karşılaşılan yanlışlardan biri budur.
Bir modele daha fazla eleman eklemek her zaman daha doğru sonuç anlamına gelmez.
Yanlış mesh stratejileri;
neden olabilir.
Özellikle kaynak bölgeleri, bağlantı noktaları, delik çevreleri, keskin köşeler ve temas bölgeleri gibi kritik alanlarda yerel mesh iyileştirmeleri uygulanmalıdır.
Mühendislik analizlerinde amaç en fazla elemanı kullanmak değil, doğru bölgelerde doğru mesh kalitesini sağlamaktır.
Bir analizin başarısını belirleyen en önemli faktörlerden biri sınır şartlarıdır.
Gerçek hayatta bir parçanın nasıl sabitlendiği, hangi yükleri taşıdığı ve çevresiyle nasıl etkileşime girdiği doğru şekilde tanımlanmalıdır.
Örneğin;
gerçeği yansıtacak şekilde modellenmediğinde sonuçlar ciddi sapmalar gösterebilir.
Yanlış tanımlanmış sınır şartlarıyla elde edilen sonuçlar teknik olarak çözülebilir ancak fiziksel gerçekliği temsil etmeyebilir.
Bir parçanın davranışı yalnızca geometrisine bağlı değildir.
Malzemenin;
analiz sonuçlarını doğrudan etkiler.
Özellikle kauçuk, kompozit ve elastomer gibi doğrusal olmayan malzemelerde standart malzeme tanımları çoğu zaman yeterli değildir.
Bu nedenle doğru malzeme karakterizasyonu, güvenilir CAE analizlerinin temel gerekliliklerinden biridir.
Birçok kullanıcı analiz tamamlandıktan sonra gerilme konturlarına bakarak sonuca ulaşmaya çalışır.
Ancak mühendislik değerlendirmesi yalnızca renk dağılımlarını incelemekten ibaret değildir.
Aşağıdaki sorular mutlaka cevaplanmalıdır:
Bu değerlendirmeler yapılmadan hazırlanan analiz raporları eksik kalacaktır.
Profesyonel mühendislik projelerinde analiz sonuçları yalnızca yazılım çıktıları olarak kabul edilmez.
Sonuçların;
karşılaştırılması gerekir.
Bu yaklaşım “Verification & Validation (V&V)” olarak adlandırılır ve güvenilir mühendislik analizlerinin temelini oluşturur.
FE-TECH İleri Mühendislik olarak projelerimizde yalnızca CAD modelleme veya mesh oluşturma hizmeti sunmuyoruz.
Mühendislik süreçlerini;
ile bütüncül şekilde ele alıyoruz.
Çünkü doğru mühendislik kararı verebilmek için yalnızca analiz çalıştırmak yeterli değildir. Önemli olan, fiziksel davranışı doğru temsil eden ve doğrulanmış sonuçlar elde etmektir.
Sonlu elemanlar analizinde başarı, yalnızca tasarım yapmak veya mesh atmakla ölçülmez.
Doğru malzeme modeli, doğru sınır şartları, uygun mesh stratejisi, mühendislik deneyimi ve sonuç doğrulama süreçleri bir araya geldiğinde güvenilir analiz sonuçları elde edilebilir.
Unutulmamalıdır ki bir yazılım her zaman sonuç üretir. Ancak her üretilen sonuç doğru değildir.
Gerçek mühendislik, sonuç almak değil; doğru sonucu elde etmektir.