TOSCA Topoloji ve Şekil Eniyileme

Nedir?

TOSCA

Günümüzde daha hafif, daha dayanıklı, performansı artırılmış ürün tasarlanması, artan rekabet koşulları, fazla malzeme kullanımının çevresel etkileri ve gelişen çevre bilinci ile birlikte her geçen gün daha da önem kazanmaktadır. Bu bağlamda iyileştirilmiş ürünler geliştirmek firmaların rekabet edebilirliği açısından herzamankinden daha da önemlidir.
TOSCA

TOSCA®, daha çok, döküm parçaların çalışma koşullarında ağırlığını azaltarak daha hafif, ve basınç değerlerini azaltarak da daha dayanıklı ve yorulma ömrü uzatılmış yapılar elde edilmesi için tasarlanmış bir yazılımdır. ANSYS® ve benzeri birçok sonlu elemanlar yazılımı ile çalışma özelliği bulunan TOSCA®, bu sayede halihazırda kullanmakta olduğunuz sonlu elemanlar programının kullanılması bakımından yeni yazılım öğrenme gereğini en aza indirgemekte, ve kullanım kolaylığı sağlamaktadır.

Kullanım Alanları

Yapısal analiz ve tasarım alanında ağırlık azaltılması, mukavemet artırılması gibi ihtiyaçlar için daha çok döküm ya da levha parçaların en uygun yapısının bulunması gereken otomobil, havacılık, makina, medikal gibi birçok alanda kullanılabilir.

TOSCA

Nasıl Çalışır?

Eniyileme işlemi bir tasarım döngüsü şeklinde gerçekleşir. Bu konuda birçok farklı yaklaşım olmakla birlikte TOSCA® yazılımında tasarım döngüsü aşağıdaki şekildeki gibi özetlenebilir. Burada, tasarıma uygun ham bir parça alınır. Bu parça üzerindeki olması zorunlu boşluklar tanımlanır. Sonlu elemanlar programına aktarıldıktan sonra bağlantı noktaları ve yüklemeler tanımlanarak bir başlangıç analizi yapılır. TOSCA® içerisinde amaç ve kısıtlar tanımlanarak öncelikle topoloji eniyilemesi yapılır. Daha sonra elde edilen eniyilenmiş yapı yumuşatma (Smoothing) yapılarak CAD programlarına aktarılacak hale getirilir. Elde edilen optimal yapıya göre tasarım değiştirilir ve sonlu elemanlar programında doğrulanmak üzere yeniden analiz edilir. İstenirse bunun üzerinden şekil eniyilemesi yapılır.

TOSCA

Farklılıkları ve Özellikleri

TOSCA®, kabul görmüş sağlam ve hızlı bir teknoloji tabanına sahiptir. Halihazırda kullanmakta olduğunuz sonlu elemanlar yazılım ortamında ön ve son işlemeye izin verir. Yeni çözücü ya da ön işleme/son işleme eğitimi gerektirmez. Var olan yazılım yatırımının kullanımını sağlar. ABAQUS®, ANSYS®, IDEAS®, MSC.MARC®, MSC.NASTRAN®, PERMAS® yazılımları ile çalışır. Eldeki sonlu eşlemanlar modelinin doğrudan kullanımını sağlar. Doğrusal olmayan problemler için de eniyileme yapar. Sınırsız sayıda yük kombinasyonu için eniyileme yapar. Çok büyük modellerde bile eniyileme yapabilir, UNIX ve Windows® işletim sistemlerinde de çalışabilir.

İçerdiği Araçlar

TOSCA® yazılımının "TOSCA Topology", "TOSCA Shape" ve "TOSCA Bead" olmak üzere üç ana bileşeni vardır. Bu bileşenlerin özellikleri aşağıda kısaca açıklanmıştır.

TOSCA Structure Topology:

Bu bileşen, verilen tasarım uzayından bütün sınır koşullarını ve üretim kısıtlarını göz önüne alarak en uygun tasarımı bulmak için tasarlanmıştır.

Bu bileşende en katı yapıyı hacim kısıtı, üretim (döküm) kısıtı gibi kısıtlar altında bulmak amaçlanmıştır.

TOSCA

Tosca Structure Shape:

"TOSCAStructure Shape" bileşeni içerisinde parametrik olmayan şekil eniyilemesi uygulanır. Elinizdeki sonlu elemanlar modelleri, doğrudan şekil eniyilemesi için TOSCA Structure içerisinde kullanılabilir.

TOSCA

Bu bileşende, eniyileme işlemi düğüm noktası gurupları hareket ettirilerek, eşdeğer stresin hacim kısıtı altında azaltılması, hacmin stres kısıtı altında azaltılması, seçili doğal frekansın hacim kısıtı altında artırılması yapılır. Yüzey ile ilgili de presleme, kalıptan basma (extrusion), döndürme gibi kısıtlar, en küçük ya da en büyük eleman boyutları, simetri gibi kısıtlar da tanımlanabilir

Her eniyileme döngüsünde ağ şekli değiştirilir ve yumuşatılır. Sınırsız sayıda yükleme durumunu ele alabilir. Tasarım değişken sayısından bağımsız az sayıda eniyileme döngüsü ile sonuca ulaşılır. Temas, büyük deformasyon, malzeme gibi doğrusal olmayan problemlerde de kullanılabilir.

TOSCA Structure Bead:

Bu bileşen, metal levha bir yapının girinti ve çıkıntılarını, eğilme katılığını ya da titreşim özelliklerini iyileştirecek şekilde en uygun şeklini bulmakta kullanılır. Bead güçlendiriciler, derinliği uzunluğa göre küçük olan, metal levha yapılardaki çukur ve tümseklerdir.

Düzlemsel bir levha, kesit atalet momentinin az olmasından ötürü eğilmeye karşı zayıftır. Girinti ve çıkıntılar sayesinde eğilmeye dik kesit atalet momenti artırılarak levha yapılar güçlendirilir.

TOSCA

Girinti ve çıkıntıların konumlandırılması ve yönlendirilmesi buradaki ana problemdir. Bu girinti ve çıkıntılar, eğilme basınçlarının yüksek olduğu yerlerde güçlendirici etki yaratır. Bunlar sadece eğilme basınçlarının yüksek olduğu yerlerde kullanılmalıdır. TOSCA yazılımının bu bileşeni, girinti ve çıkıntılarının yerlerini ve yönlerini en uygun belirlemede kullanılır.

TOSCA Smooth:

Eşyüzey (Isosurface) bileşeni, sonuçlarınızın CAD sistemlerine aktarımı, eniyileme sonuçlarının sonlu elemanlar ön işlemesi, hızlı prototipleme için veri oluşturulması, görsel gerçeklik için sonuçların güzel ve yumuşak görüntülenmesi işlerinde kullanılır. Üçgensel eşyüzeyleri ya da kesit yüzeylerini STL, VRML ve IGS formatlarında aktarabilirsiniz. Yeni tasarım önerisi ve yeniden modelleme için eniyileme sonuçlarını kullanabilirsiniz.

TOSCA TOSCA TOSCA

Aşağıdaki şekilde elde edilen eş-yüzeylerin CATIA ortamına aktarılmış hali verilmiştir. Bu eş-yüzeylerden daha sonra eniyilenmiş katı model yeniden oluşturulabilir.