Günümüz mühendislik uygulamalarında ürünlerin yalnızca statik dayanımı değil, gerçek çalışma koşullarındaki dinamik davranışı da belirleyici hâle gelmiştir. Özellikle titreşim ve şok yükleri; mekanik, yapısal ve elektronik sistemlerin performansını doğrudan etkileyen kritik faktörlerdir.
Bu yazıda; titreşim ve şok yüklerinin ürünler üzerindeki etkilerini, ANSYS ile gerçekleştirilen şok ve titreşim analizlerinin tasarım sürecine nasıl katkı sağladığını ve doğru izolatör seçiminin neden vazgeçilmez olduğunu ele alıyoruz.
Titreşim, bir sistemin zamana bağlı ve tekrarlı dinamik yükler altında salınım yapmasıdır. Dönen makineler, motorlu sistemler, taşıtlar ve endüstriyel ekipmanlar titreşime maruz kalan başlıca uygulamalardır.
Titreşimin başlıca etkileri:
Yorulma hasarı ve çatlak oluşumu
Bağlantı elemanlarında gevşeme
Elektronik kart ve lehim problemleri
Gürültü ve konfor sorunları
Ölçüm ve hassasiyet kayıpları
Şok yükleri ise çok kısa sürede, yüksek ivmeli ve ani yüklemeler olarak tanımlanır. Darbe, düşme, ani duruşlar ve patlama etkileri bu gruba girer.
Şok yüklerinin sonuçları:
Lokal plastik deformasyon
Ani kırılmalar
Montaj bölgelerinde kalıcı hasar
Ürün fonksiyon kaybı
Özellikle savunma, otomotiv ve taşımaya yönelik sistemlerde şok yükleri, tasarımın en kritik sınayıcı koşullarından biridir.
Titreşim ve şok yükleri, yalnızca mukavemeti değil;
Kütle dağılımını
Rijitlik dengesini
Sönüm karakterini
etkileyerek sistemin dinamik tepkisini belirler. Statik olarak güvenli görünen bir tasarım, dinamik etkiler altında kısa sürede hasar görebilir.
Bu nedenle dinamik yüklerin analiz edilmediği tasarımlar:
Beklenmeyen saha arızalarına
Artan bakım ve garanti maliyetlerine
Sertifikasyon ve güvenlik problemlerine
neden olabilir.
ANSYS, şok ve titreşim analizlerinde endüstri standardı kabul edilen çözümler sunar. Bu analizler, tasarımın fiziksel davranışını sayısal olarak ortaya koyar.
Modal analiz ile sistemin:
Doğal frekansları
Titreşim mod şekilleri
Kritik bölgeleri
belirlenir. Çalışma frekanslarının doğal frekanslarla çakışması durumunda rezonans oluşur ve bu durum hızlı hasara yol açar.
Modal analiz, tüm dinamik analizlerin temelini oluşturur.
Harmonik analiz; sabit veya belirli frekans aralıklarında çalışan sistemlerin davranışını inceler. Motorlu ve döner sistemlerde sıkça kullanılır.
Bu analiz sayesinde:
Frekans–genlik ilişkileri
Kritik rezonans bölgeleri
Gerilme yoğunlaşmaları
tespit edilir.
Gerçek dünya titreşimleri çoğu zaman düzensiz ve rastgele karakterdedir. Random vibration analizi, bu koşulları istatistiksel olarak temsil eder.
Özellikle savunma, havacılık ve taşımaya yönelik sistemlerde standart gereği uygulanır.
Şok analizi; darbe, düşme ve ani ivme değişimlerinin sistem üzerindeki etkilerini inceler. ANSYS Explicit Dynamics ve LS-DYNA çözümleri, bu tür yüksek hızlı ve karmaşık senaryolar için kullanılır.
Titreşim ve şok tamamen ortadan kaldırılamaz; ancak kontrol altına alınabilir. Bu noktada izolatörler devreye girer.
Doğru izolatör seçimi için:
İzolatörlü sistemin doğal frekansı
Taşıma kapasitesi
Sönüm oranı
Çalışma sıcaklığı ve montaj koşulları
ANSYS analizleriyle doğrulanmalıdır.
Yanlış izolatör seçimi:
Titreşimi azaltmaz
Yeni rezonanslar oluşturur
Sistemi daha savunmasız hâle getirir
ANSYS tabanlı şok ve titreşim analizleri sayesinde:
Ürün ömrü uzar
Arıza ve bakım maliyetleri azalır
Güvenlik seviyesi yükselir
Sertifikasyon süreçleri hızlanır
Tasarım riskleri daha üretim aşamasına gelmeden ortadan kaldırılır
Titreşim ve şok yükleri, ürün performansını doğrudan etkileyen ve göz ardı edilmemesi gereken dinamik faktörlerdir. ANSYS ile gerçekleştirilen şok ve titreşim analizleri, doğru izolatör mühendisliğiyle birleştiğinde tasarımlar yalnızca çalışan değil; güvenli, dayanıklı ve sahaya hazır hâle gelir.
FE-TECH İleri Mühendislik, ANSYS tabanlı ileri seviye analiz çözümleriyle; savunma, otomotiv, makine ve endüstriyel sistemlerde güvenilir ve doğrulanmış tasarımlar sunar.