|
|
Bu analiz, model uçak kanadının basit şekil analizidir. Düz ve eğri çizgilerle gösterilen bıçak kesiti şeklindeki alan kanadın kesiti olarak tanımlanmaktadır. Kanadın bir ucu sabitlenmiş olup, diğer ucu ise serbest olarak sallanmaktadır. Bu problemin amacı kanadın doğal hareketlerinin periyodik aralıklarla tekrar ettirilmesidir.
2.5.2. Verilenler
Kanadın
ölçüleri Şekil 2.43.’de verilmiştir. Kanat düşük yoğunluklu polietilen ile
yapılmış olup, elastikiyet modülü 2.67x103 kg/cm2,
Poisson oranı 0.3 ve yoğunluğu 1.033E-3 slugs/in3 dır.
Bütün serbestlik
dereceleri, düzlemde komple sabitlenmiş olup, kenarlardan kanada bağlı
oldukları var sayılmaktadır. Kanat katı, sabit ve izotropik malzeme
özelliklerine sahiptir. Katı model meydana getirebilmek için iki boyutlu (2-D)
kanat kesit alanı, mesh halinde oluşturulup, daha sonra derinlik verilerek üç
boyutlu (3-D) otomatik mesh’le katı model oluşturulmaktadır. Katı modellemeyi
kısa bir sürede oluşturmak için, iki boyutlu kanat kesit alanı
basitleştirilerek oluşturulmuştur.
Analizin izahında verilen bilgilerden faydalanarak, analiz uygulanmış ve geçilen adımlar aşağıda sırasıyla verilmiştir.
1. Main
Menu: Preprocessor
-Modeling-Create
Keypoints
In Active CS
2. Keypoint
number için 1 girilir -»
3. Keypoint
1 için X,Y,Z konumlarına 0,0,0 değerleri girilir. -»
4. Apply
-»
5. Keypoint
number için 2 girilir -»
6. Keypoint
2 için X,Y,Z konumlarına 2,0,0 değerleri girilir -»
7. Apply
-»
8. Keypoint
number için 3 girilir -»
9. Keypoint
3 için X,Y,Z konumlarına 2.3,0.2,0 değerleri girilir -»
10. Apply -»
11. Keypoint
number için 4 girilir -»
12. Keypoint
4 için X,Y,Z konumlarına 1.9,0.45,0 değerleri girilir.-»
13. Apply -»
14. Keypoint
number için 5 girilir -»
15. Keypoint
5 için X,Y,Z konumlarına 1,0.25,0 değerleri girilir. -»
16. OK
-»
İşlemlerinin ardından ekranda keypoint noktaları numaralarıyla birlikte görünecektir.
1. Main Menu: Preprocessor
-Modeling-Create
-Lines-Lines
Straight Line
2. Sırasıyla 1, 2, 5, 1 numaralı keypoint’ler
seçilir (keypoint 1 orjindedir).
3. OK (seçme menüsünden).
Kanatta bükülen keypoint’leri, 2 ile 5 arası, spline ile çizilir.
4. Main
Menu: Preprocessor
-Modeling-Create
-Lines-Splines
With Options
Spline thru KPs
5. Sırasıyla
2, 3, 4, 5, numaralı keypoint’ler seçilir.
6. OK (seçme menüsünden).
Ekrana
gelen menüde aşağıda verilen değerler yerlerine yazılır.
7. XV1, YV1, ZV1 için
sırasıyla -1,0,0 değerleri girilir -»
8. XV6, YV6, ZV6 için
sırasıyla -1,-.25,0 değerleri girilir -»
9. OK -»
Belirtilen noktalar arasında çizginin oluştuğu görülür.
1. Main Menu: Preprocessor
-Modeling-Create
-Areas-Arbitrary
By Lines
2. Üç çizgiyi de seçmek için seçme menüsünden Pick all tıklanır.
3. OK (seçme menüsünden).
4. Toolbar: SAVE_DB
1. Main Menu: Preprocessor
Material Props
-Constant-Isotropic
2. Menüde metarial set number 1
için OK tıklanır -»
3. EX seçeneği için 38000 girilir -»
4. DENS seçeneği için
1.033e-3 girilir -»
5. NUXY seçeneği için .3 değeri
girilir -»
6. OK -»
1. Main Menu: Preferences
2. Structural filtering seçeneği
aktif hale getirilir -»
3. OK -»
İki boyutlu ve üç boyutlu element (2-D element ve 3-D element) olmak üzere
iki element tanımlanmaktadır. Kanadı üç boyutlu hacim durumuna
getirilmesi, iki boyutlu elemente derinlik verilerek yapılmaktadır. Hacimli üç
boyutlu elementin, mesh olarak otomatik
oluşturulması,derinlik verilmesi (extrude) yoluyla olmaktadır.
1. Main Menu: Preprocessor
Element
Type
Add/Edit/Delete
2. Add butonu tıklanır -»
3. Elementlerden Structural solid elementi
seçilir -»
4. Yan menüden Quad 4node (PLANE42) seçildikten
sonra Apply tıklanır -»
5. Simdi Structural solid elementi
tekrardan seçilir -»
6. Bu defa yan menüden Brick 8node (SOLID45) elementi
seçilir -»
7. OK -»
8. Close -»
9. Toolbar: SAVE_DB
1. Main Menu: Preprocessor
Mesh Tool
2. Global size controls
seçilir -»
3. Element edge lenght (element kenar
uzunluğu) için 0.25 girilir -»
4.
OK -»
5. Mesh -»
6. Pick All (seçme menüsünden). Oluşturulan
mesh, Şekil 2.44.’de verilmiştir.
7. Close -»
8. Mesh
Tool menüsü Close tıklanarak kapatılır -»
9. Toolbar:
SAVE_DB
Bu
analizi tasarlarken, maksimum düğüm limiti ANSYS/ED de göz önünde
bulundurulmuştur. Bu amaçla T8-node PLANE82 elementinin yerine 4-node
PLANE42 elementi kullanılmıştır.
Bu adımda, ilk olarak SOLID45, element tipi
değiştirilerek üç boyutlu hacim oluşturulmaktadır. Element tipi 2 olarak
tanımlanmıştır.
1. Main
Menu: Preprocessor
-Modeling-Operate
Extrude/Sweep
Elem Ext Opt
2. Element
type number için 2 (SOLID45) girilir -»
3. No. of
element divisions (bölme sayısı) seçeneği için 10 girilir
-»
4. OK
-»
5. Main
Menu: Preprocessor
-Modeling-Operate
Extrude/Sweep
-Areas-By XYZ Offset
6. Pick
All (seçme menüsünden)
7. Ekrana
gelen menüde Offsets for extrusion seçeneğine
(Z doğrultusundaki
derinlik için) 0,0,10 değerleri
girilir -»
8. OK -»
Derinlik verilerek oluşturulan kanadın üç boyutlu görünüşü Şekil 2.45.’de
verilmiştir.
9. Close -»
10.
ANSYS/ED de bu problemin çalışması için SOLID45 kullanılmaktadır.
Eğer başlangıçta ANSYS/ED kullanmıyorsa, SOLID95 (20-node brick) elementi
kullanılabilir.
11. Utility
Menu: PlotCtrls
Pan, Zoom, Rotate
12. ISO seçilir
-»
13. Close tıklanarak
menü kapatılır -»
14. Toolbar:
SAVE_DB
1. Utility
Menu: Select \ Entities
Ekrana, Select Entities menüsü
gelir. En üstteki bar mause yardımıyla aşağı çekilerek Elements seçilir,
alttaki seçme kısmında ise bar aşağı çekilerek By Attibutes seçilir, bu
işlemin ardından menünün içeriğinin değiştiği görülecektir. Bu işlemler ve
devamı aşağıda verilmiştir.
2. Elements seçilir
-»
3. By Attributes seçilir
-»
4. Elem type num seçilir
-»
5. The element type number için
1 girilir -»
6. Unselect seçilir
-»
7. Apply -»
Kanadın karışık yapısındaki bütün düğümlerin
yerini saptamak için sınırlama yükleri uygulanacaktır. Bütün düğümleri
seçtikten sonra Z = 0 girilerek Z doğrultusunda kanat yerinde sabitlenir. Select
Entities menüsünde;
1. Nodes seçilir -»
2. By Location seçilir
-»
3. Z koordinatı seçilir -»
4. Z koordinatinin yerini saptamak
için 0 girilir. -»
5. From Full seçilir
-»
6. Apply -»
7. Main Menu: Preprocessor
Loads
-Loads- Apply
-Structural-Displacement
On Nodes
8. Pick All (seçme menüsünden)
tıklanarak bütün düğümler seçilmiş olur.
9. All DOF seçilir
-»
10. OK -»
Bütün düğümler tekrardan seçilir.
11. By
Num/Pick seçilir -»
12. Select
All butonu tıklanır -»
13. Cancel
yapılarak diyalog menü kapatılır -»
14. Toolbar: SAVE_DB
1. Main Menu: Solution
-Analysis Type-New Analysis
2. Menüden Modal seçilir -»
3. OK -»
4. Main Menu: Solution
-Analysis Type-Analysis Options
5. Block Lanczos seçilir
-»
6. No. of modes to extract için
5 girilir -»
7. No. of modes to expand için 5
girilir -»
8. OK -»
9. OK -»
10. Toolbar:
SAVE_DB
1. Main
Menu: Solution
-Solve-Current LS
2. Ekrana
gelen, analiz çözüm bilgi penceresi File \ Close seçilerek pencere kapatılır.
3. OK tıklanarak
çözüm başlatılır -»
4. Yes
-»
5. Yes
-»
6. Çözümün
bittiğini gösteren pencere Close tıklanarak kapatılır -»
1. Main Menu: General
Postproc
Results Summary
2. File
Close (Windows NT / Windows 95), veya
Close (X11 / Motif), tıklanarak pencere kapanır -»
Animasyonun ilk hareket şekli seçilir.
1. Main Menu: General Postproc
-Read Results-First Set
2. Utility
Menu: PlotCtrls
Animate
Mode Shape
3. OK -»
Windows NT sistemleri için; Animasyona bakmadan önce Media
Player da otomatik tekrar işlemi seçilmelidir.
UNIX sistemler için; Animasyona bakmadan
önce ANSYS Animasyon Kontrollerde seçim yapılmalıdır.
Aşağıda
sırasıyla kanadın animasyon şekillerinden çekilen görüntüleri verilmiştir.
Kanadın ilk hareket şekli;
4. Main Menu: General Postproc
-Read Results-Next Set
5. Utility Menu: PlotCtrls
Animate
Mode Shape
6. OK -»
İkinci hareket şeklinin
izlenmesi;
Diğer hareket şekilleri de yukarıdaki işlemler tekrarlandığında görülebilir.Aşağıda 3, 4, ve 5. hareket şekilleri görülmektedir.
Üçüncü hareket şekli:
Dördüncü hareket şekli:
Beşinci hareket şekli:
1. Toolbar: QUIT
2. Menüde Quit - No Save! seçilir -»
3. OK -»