| |
| en:eng:cada:fea:apdl:example:seatbelt [2026/04/02 18:14] – created ulascemh | en:eng:cada:fea:apdl:example:seatbelt [2026/04/02 18:14] (current) – removed ulascemh |
|---|
| ====== ANSYS APDL Emniyet Kemeri Analizi ====== | |
| |
| <WRAP center round todo> | |
| Determine the stress and deformation of the prototype seatbelt component shown in the figure below if it is subjected to tensile load of 1000 lbf. | |
| |
| {{ tr:eng:ansys:apdl:eng-ansys-apdl-seatbelt.png?400 }} | |
| |
| The seatbelt component is made of steel, has an overall length of about ''2.5'' inches and is ''3/32” = 0.09375'' inches thick. For simplicity we will analyze only the right, or ‘tongue’ portion of ''1.50'' inches. The part is as shown in Figure 2. | |
| |
| |
| {{ tr:eng:ansys:apdl:eng-ansys-apdl-seatbelt2.png?800 }} | |
| |
| Figure 2. Seatbelt "tongue" is shown in purple (top half) with dimensions! | |
| |
| |
| I. Calculate the deformation in UX shown above, | |
| |
| II. Calculate the Equivalent Stress and find out where it occurs, | |
| |
| </WRAP> | |
| |
| ===== 1. Tam APDL Kodu ===== | |
| |
| Aşağıdaki kod, GUI (arayüz) kullanılmadan, parametrik modelleme (top-down) mantığıyla hazırlanmıştır. | |
| |
| <code apdl> | |
| /FILNAM, Seatbelt | |
| /TITLE, Seatbelt Geometry | |
| |
| /PREP7 | |
| ! Geometri ve parametrelerin tanımlanması | |
| thickness = 0.09375 | |
| fillet = 0.03125 | |
| |
| RECTNG, 0, 1.5, 0, 0.75 | |
| RECTNG, 0, 0.375, 0, 0.40625 | |
| |
| ! Yuvanın (slot) doğru konuma taşınması | |
| AGEN, , 2, , , 0.75, , , , , 1 | |
| PCIRC, 0.35, , 0, 90, | |
| |
| AOVLAP, ALL | |
| ADELE, 4, , , 1 | |
| ADELE, 2, , , 1 | |
| |
| ! Alanları silip çizgileri (line) bırakıyoruz, fillet atamak için | |
| ADEL, ALL | |
| LFILLT, 3, 2, 0.25, , | |
| LFILLT, 7, 8, 0.0625, , | |
| LFILLT, 7, 6, fillet, , | |
| |
| AL, ALL | |
| |
| ! Eleman tipi (Quad 8 node 183) ve Real Constant ataması | |
| ET, 1, PLANE183 | |
| KEYOPT, 1, 3, 3 ! Plane stress w/ thickness | |
| R, 1, thickness | |
| |
| ! Malzeme özellikleri (Çelik) | |
| MP, EX, 1, 30.0E06 | |
| MP, NUXY, 1, 0.3 | |
| |
| ! Mesh işlemi | |
| LESIZE, 5, , , 8, , , , , 1 | |
| AESIZE, ALL, 0.02 | |
| AMESH, ALL | |
| FINISH | |
| |
| /SOLU | |
| ! DİKKAT: LFILLT ve AOVLAP sonrası çizgi numaraları değişir. | |
| ! LPLOT ve /PNUM,LINE,1 ile mutlaka TEYİT ETMELİSİN. | |
| |
| ! Simetri sınır koşulları (Alt kenar - Y=0 ekseni) | |
| DL, 16, , SYMM | |
| DL, 14, , SYMM | |
| |
| ! Sol kenar ankastre (UX = 0) | |
| DL, 15, , UX, 0 | |
| |
| ! Basınç yükünün hesabı ve uygulanması (Alan çizgisine uygulanıyor) | |
| basinc = 1000 / (thickness * 0.75) | |
| SFL, 6, PRES, basinc | |
| |
| ALLSEL, ALL | |
| SOLVE | |
| FINISH | |
| |
| /POST1 | |
| ! Plot çıktısı için arkası beyaz olacak şekilde renk ayarları | |
| /RGB, INDEX, 100, 100, 100, 0 | |
| /RGB, INDEX, 80, 80, 80, 13 | |
| /RGB, INDEX, 60, 60, 60, 14 | |
| /RGB, INDEX, 0, 0, 0, 15 | |
| |
| ! Simetriyi genişleterek tam modeli gösterme | |
| /EXPAND, 2, RECT, HALF, , 0.0001 | |
| |
| ! UX Deformasyon kontur grafiği | |
| PLNSOL, U, X, 2, 1.0 | |
| |
| ! Eşdeğer (Von Mises) Gerilme kontur grafiği | |
| PLNSOL, S, EQV, 2 | |
| |
| /REPLOT | |
| FINISH | |
| </code> | |
| |
| ===== 2. Komut Satırı Açıklamaları ===== | |
| |
| Aşağıda, hazırladığımız APDL kodunun her bir komutunun ne anlama geldiği bölümler halinde açıklanmıştır. | |
| |
| ==== 1. Genel Ayarlar ==== | |
| |
| ''/FILNAM, Seatbelt'' : Oluşturulacak veritabanı (database) ve sonuç dosyalarının adını "Seatbelt" olarak ayarlar (örn. ''Seatbelt.db''). | |
| |
| ''/TITLE, Seatbelt Geometry'' : Ekranın sol alt köşesinde ve alınacak grafik çıktılarında (plot) görünecek başlık metnini belirler. | |
| |
| ==== 2. Ön İşlemci (Preprocessor) ve Geometri Oluşturma ==== | |
| |
| ''/PREP7'' : ANSYS'in ön işlemci (Preprocessor) modülüne girer. Geometri oluşturma, malzeme tanımlama ve mesh atma işlemleri sadece bu modülde yapılabilir. | |
| |
| ''thickness = 0.09375'' ve ''fillet = 0.03125'' : Bunlar APDL içinde tanımlanan parametrik değişkenlerdir. İleride formüllerde veya komutlarda uzun uzun sayı yazmak yerine bu isimler kullanılır. | |
| |
| ''RECTNG, 0, 1.5, 0, 0.75'' : ''(X1, X2, Y1, Y2)'' koordinatlarına sahip bir dikdörtgen alan (Area) oluşturur. Bu, emniyet kemeri dilinin ana gövdesinin üst yarısıdır. | |
| |
| ''RECTNG, 0, 0.375, 0, 0.40625'' : Ortadaki kilit yuvası (slot) için kullanılacak olan dikdörtgen alanı oluşturur. //(Not: Bu başlangıçta orijinde oluşturulup sonraki komutla taşınacaktır).// | |
| |
| ''AGEN, , 2, , , 0.75, , , , , 1'' : Alan kopyalama/taşıma (Area Generate) komutudur. 2 numaralı alanı alır, X, Y, Z yönlerinde ne kadar taşınacağını belirtir (burada sadece Y yönünde ''0.75'' birim taşınmış). | |
| |
| ''PCIRC, 0.35, , 0, 90,'' : Kısmi veya tam dairesel alan oluşturur. ''0.35'' yarıçapında, ''0'' ile ''90'' derece arasında (çeyrek daire) bir alan yaratır. Sol taraftaki oyuğu temsil eder. | |
| |
| ==== 3. Boolean İşlemleri ve Radyus (Fillet) Atma ==== | |
| |
| ''AOVLAP, ALL'' : (Area Overlap) Kesişen tüm alanları üst üste bindirir, kesiştikleri sınırlardan böler ve yeni alanlar/çizgiler yaratır. Boolean işlemidir. | |
| |
| ''ADELE, 4, , , 1'' ve ''ADELE, 2, , , 1'' : (Area Delete) Belirtilen numaralı alanları siler. Kilit yuvası (slot) ve sol kenardaki daire parçasını ana gövdeden çıkarıp "delik" açmak için iç kısımları siler. | |
| |
| ''ADEL, ALL'' : (ÖNEMLİ TRICK) Tüm alanların //yüzeyini// siler ancak sınır çizgilerini (Lines) ve noktalarını (Keypoints) ekranda bırakır. Bu işlem, alanların köşelerine doğrudan komutla radyus (fillet) atabilmek için yapılır. | |
| |
| ''LFILLT, 3, 2, 0.25, ,'' : İki kesişen çizgi arasına Line Fillet (Radyus) atar. 3 ve 2 numaralı çizgiler arasına ''0.25'' inçlik kavisli bir çizgi oluşturur. (Dış sağ üst köşe) | |
| |
| ''LFILLT, 7, 8, 0.0625, ,'' ve ''LFILLT, 7, 6, fillet, ,'' : İç kilit yuvasının (slot) köşelerine radyus atar. ''fillet'' kelimesi en başta tanımladığımız ''0.03125'' değişkenini çeker. | |
| |
| ''AL, ALL'' : (Area from Lines) Ekranda kalan tüm dış ve iç sınır çizgilerini (Lines) kullanarak boşlukları doldurur ve nihai, delikli, kavisli tek bir kapalı Alan (Area) oluşturur. | |
| |
| ==== 4. Eleman Tipi, Malzeme ve Ağ (Mesh) Yapısı ==== | |
| |
| ''ET, 1, PLANE183'' : 1 numaralı eleman referansına ''PLANE183'' tipini atar. Bu, 2 boyutlu, 8 noktalı (quadrilateral) yüksek hassasiyetli bir elemandır. | |
| |
| ''KEYOPT, 1, 3, 3'' : 1 numaralı eleman (PLANE183) için özel ayar (Key Option) yapar. 3. hanedeki "3" değeri, bu elemanın "Plane Stress with Thickness" (Kalınlıklı Düzlem Gerilmesi) özelliği göstereceğini belirtir. | |
| |
| ''R, 1, thickness'' : (Real Constant) 1 numaralı sabit setini oluşturur ve içeriğine parça kalınlığını (thickness = 0.09375) atar. KEYOPT ayarı sayesinde ANSYS 2D hesap yaparken bu kalınlığı formüllere dahil eder. | |
| |
| ''MP, EX, 1, 30.0E06'' : 1 numaralı malzeme için Elastisite (Young) Modülünü (EX) atar. Çelik için 30x10^6 Psi. | |
| |
| ''MP, NUXY, 1, 0.3'' : 1 numaralı malzeme için Poisson oranını (NUXY) 0.3 olarak atar. | |
| |
| ''LESIZE, 5, , , 8, , , , , 1'' : (Line Element Size) Sadece 5 numaralı çizgi üzerine toplam 8 adet mesh elemanı yerleşmesini zorunlu kılar. Bölgesel mesh kontrolüdür. | |
| |
| ''AESIZE, ALL, 0.02'' : (Area Element Size) Geri kalan tüm alanlardaki genel mesh elemanlarının maksimum kenar boyutunu ''0.02'' inç olarak ayarlar. | |
| |
| ''AMESH, ALL'' : Bütün ayarlamaları bitirdikten sonra tüm alana (Area) üçgen/dörtgen ağı örer (Meshing). | |
| |
| ''FINISH'' : Ön işlemci modülünü (PREP7) kapatır. | |
| |
| ==== 5. Çözüm (Solution) Modülü ve Sınır Koşulları ==== | |
| |
| ''/SOLU'' : Çözüm (Solution) modülüne girer. Sınır koşulları (mesnetler) ve kuvvetler burada uygulanır, denklem burada çözülür. | |
| |
| ''DL, 16, , SYMM'' ve ''DL, 14, , SYMM'' : (Displacement on Line) Çizgiler üzerine simetri (SYMM) mesneti tanımlar. Modelin sadece üst yarısını modellediğimiz için, alt kesik kenardaki (Y=0 eksenindeki) çizgilere bu uygulanır. //Not: Çizgi numaraları değişebilir.// | |
| |
| ''DL, 15, , UX, 0'' : 15 numaralı çizginin sadece X yönünde (UX) hareketini engeller (Değeri 0 yapar). Emniyet kemeri tokasının sol taraftan tutulduğunu simüle eder. | |
| |
| ''basinc = 1000 / (thickness * 0.75)'' : Basınç değerini hesaplar. 1000 lbf yük, ''kalınlık * kilit yuvası yüksekliği'' kadar bir alana dağıtılacaktır (P = F / A). | |
| |
| ''SFL, 6, PRES, basinc'' : (Surface Load on Line) 6 numaralı çizgi yüzeyine hesaplanan basıncı (PRES) uygular. Kuvvet sağa doğru olduğu için pozitif değer verilir. | |
| |
| ''ALLSEL, ALL'' : Modeldeki tüm düğüm noktalarını, çizgileri, elemanları seçili hale getirir. İşlemlerden önce güvenlik amaçlıdır, hiçbir noktanın çözüm dışı kalmamasını sağlar. | |
| |
| ''SOLVE'' : Kurulan matrisleri çözer ve analizi tamamlar. (Solution is done!) | |
| |
| ''FINISH'' : Çözüm modülünü kapatır. | |
| |
| ==== 6. Ard İşlemci (Postprocessor) ve Sonuçların Çıkarılması ==== | |
| |
| ''/POST1'' : Genel sonuç inceleme modülüne girer. | |
| |
| ''/RGB, INDEX, ...'' komutları: Normalde ANSYS arka planı siyahtır. Beyaz arkaplan çıktısı almak için indeks renk haritasındaki siyah ve beyazın yerlerini matematiksel olarak değiştirir. | |
| |
| ''/EXPAND, 2, RECT, HALF, , 0.0001'' : Görsel bir hiledir. Sadece üst yarısını çözdüğümüz modeli, X ekseninde aşağıya doğru aynalayarak ekranda "tam (bütün)" bir parça gibi görünmesini sağlar. Sonuç raporlarında daha şık durur. | |
| |
| ''PLNSOL, U, X, 2, 1.0'' : (Plot Nodal Solution) Düğüm noktalarındaki yer değiştirme (Deformation - U) değerlerinin sadece X eksenindeki (X) bileşenini renkli kontur grafiği olarak çizer. | |
| |
| ''PLNSOL, S, EQV, 2'' : Düğüm noktalarındaki gerilmelerin (Stress - S) Von Mises Eşdeğer Gerilmesini (EQV) renkli kontur grafiği olarak çizer. | |
| |
| ''/REPLOT'' : Yapılan renk ve simetri güncellemelerinin ekrana yansıması için grafiği yeniler. | |
| |
| ''FINISH'' : Ard işlemciden çıkar. | |
| |
| |
| <wrap onlyprint>The information in this document is cited from [[en:eng:cada:fea:apdl:example:seatbelt|UCH Wiki]].</wrap> | |
| <wrap hide>https://wiki.ulascemh.com/doku.php?id=en:eng:cada:fea:apdl:example:seatbelt</wrap> | |
| |
| |