Ansys Quadcopter Pervane Analiz

Ansys ile pervane analizi gerçekleştirildi. Rotational Velocity ( dönme hızı ) ile pervane RPM(hız) analizini gerçekleştirdik. Pervane de yapısal analizi kullanılarak analiz edilir. Pervane analizi için, 9000 rpm bir dönme hızı verilir ve analiz gerçekleştirilir. Elde ettiğimiz eşdeğer gerilme sınırı içindedir. Polyethylene Ultimate Çekme Stres 33 MPa olduğunu. 29.549 MPa Max eşdeğer gerilme elde edilir. Dolayısıyla pervanemizde Polyethylene kullanılması güvenli olduğunu görürüz.

Şekil 1. Polyethylene ile yapılmış pervane mesh

 Mesh örümcek ağ şeklinde oluşturduğu her bölgeden kısmi diferansiyel denklem olarak aldığı örneklerdir. Yani sonsuz bir değişkeni sonlu bir değişkene dönüştürerek malzemenin değerlerini hesaplanması sağlar.

   Aşağıdaki şekillerde aldığı örnek sayısı arttırılmış ve değerlerin hassasiyet artmış olur.

Şekil 2. Mesh Element Metrik Grafiği 

Şekil 3. Polyethylene ile yapılmış pervane eşdeğer gerilmesi

Yukarıda ki pervane de Rotational Velocity ile RPM 9000 hız ile analiz edildi. Eşdeğer gerilimi 29.549 olarak analiz gerçekleşti.

Şekil 4. Polyethylene ile yapılmış pervane toplam deformasyon

Total deformation ile uygulanan Rotational Velocity göre ne kadar yükseğe çekileceği görülmektedir. Maksimum yükselmenin olduğu yer kırmızı renkte, minimum yükselmenin olduğu yer mavi renklerle gösterilmiştir.

Total deformantion’ da 9000 RPM’ lik değişken bir Rotational Velocity uygulandığında yani pervanemizin en çok uç kısımlarda deformasyona uğradığını yerin kanat uçları olduğunu görmekteyiz.

Ansys Nedir ?

Ansys mühendislik uygulamalarında tercih en önemli simülasyon programlarından biridir. Üretim aşamasında olan makine, makine parçaları, robot, basınç kazanı, sıcaklık kazanı, veya endüstriyel ürünlerin bir çoğunun sıcaklık, basınç, kuvvet gibi fiziksel büyüklüklere dayanıklıklarını test ederek ürünün üretiminden önce gerekli olan parametrelerin hesaplanmasını sağlayan analiz programıdır.

Analiz yanı sıra katı model çizimlerinin de çizimlerini olanak sağlar. CAD programlarında çizilmiş olan katı modellerinde analizlerini ansys ile yapmak mümkündür. Bir çok ürün ve cihazın üretiminden önce analiz olanağı sağlayıp kaliteli ürünlerin çıkmasına sağlar. Ansys sıcaklık, basınç, akışkan sıvılardaki kuvvet, basınç ve sıcaklık analizleri, titreşim, mukavemet, mekanik gibi yönlerden ürünlerin incelenmesini sağlar.

Şekil 1: Ansys arayüzü

YouTube Link : https://www.youtube.com/watch?v=TEh7t1-5fEg

Ansys Segman Analizi

Segman Nedir?

Segman takımları çeşitli miktarlarda aşınmış içten yanmalı motorların yenilenmelerinde piston kanallarında değişiklik yapmadan kullanılmaya uygun olan birer sızdırmazlık görevini üstlenmiş makine elemanlarıdır.

Ağzı kesilmiş halka biçimli bir sızdırmazlık elemanı olan segman, içten yanmalı motorlarda yanma sonucu meydana gelen ısı enerjisini mekanik enerjiye çeviren, sistemdeki en önemli elemanlardan biridir. Segmanların Piston-Gömlek-Silindir Bloğu sistemi çerçevesinde motorda önemli fonksiyonları mevcuttur.

Bu fonksiyonlar:

1. Sızdırmazlık

2. Isı Transferi

3. Yağ sarfiyatını kontrol etmektir.

Piston segman görevleri:

1. Silindir cidarlarına belirli bir basınç yaparak, pistonla sızdırmazlık temin edip, zamanların oluşmasını sağlar.

2. Segmanlar silindir içinde fazla yağı sıyırarak, pistonla silindir arasında yağ filmi oluşmasını temin eder ve hem silindirin yağlanmasını sağlar, hem de motorun yağ yakmasını önler.

3. Piston başındaki yüksek ısıyı, silindir cidarına oradan da soğutma suyuna ileterek pistonların soğumasına yardımcı olur.

Aşağıdaki ansys ile yapılan analiz paslanmaz çelik aittir;

 Şekil 1: Ansys arayüzü

Şekil 2: SolidWorks

Mesh

Mesh örümcek ağ şeklinde oluşturduğu her bölgeden kısmi diferansiyel denklem olarak aldığı örneklerdir. Yani sonsuz bir değişkeni sonlu bir değişkene dönüştürerek malzemenin değerlerini hesaplanması sağlar.

Aşağıdaki şekillerde aldığı örnek sayısı arttırılmış ve değerlerin hassasiyet artmış olur

Şekil 3: Mesh atılmış hali

Şekil 4: Mesh Grafiği

Şekil 5: Fixed Support

Segmanımız şekil 5. ‘daki gibi bir ucuna ‘Fixed Support’ uygulayarak o ucun sabit tutulması sağlanmıştır.

Şekil 6: Force (Kuvvet)

Şekil 6. ‘deki gibi diğer uca bir kuvvet uygulanmıştır. Uygulanan bu kuvvet Y eksenine doğru 1500 N’ dur.

Şekil 7: Segman Uygulanan Kuvvettin Zamana Göre Değişimi

                                                     Şekil 8: Toplam deformasyon (Total deformation)

Total deformation ile uygulanan kuvvete göre ne kadar yükseğe çekileceği görülmektedir. Maksimum yükselmenin olduğu yer kırmızı renkte, minimum yükselmenin olduğu yer mavi renklerle gösterilmiştir.

Total deformantion’ da 1500 N’ luk değişken bir kuvvet uygulandığında yani düzgün artar kuvvet ile segmanımızın en çok gerilmeye maruz kaldığı yeri görmekteyiz.

 Şekil 9: Equivalent (von-mises) Stress

Equivalent (von-mises) Stress uygulanmış ve buradan eşdeğer gerilmenin segmanın iç tarafında maksimum, mavi olarak görülen yere minimum olduğu görülmektedir.

Segmana uygulanan basıncı minimum 63,378 MPa, maksimum 81618 Mpa’ dır.

YouTube Link : https://www.youtube.com/watch?v=mffT5WYVnvc