Sonlu elemanlar yöntemi ile yapısal analiz ve optimizasyon
Structural analysis and optimization with finite element method
Yazar: FEVZİ ERTUĞ
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGEN ÜMİT ÇOLAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Buhar kazanı = Steam boiler ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Yapısal analiz = Structural analysis

Özet:
Sonlu Elemanlar analizi metodu karmaşık geometriye, malzeme özelliklerine ve yüklenmeşartlarına sahip yapıların çeşitli tipteki analizlerini gerçekleştirmek için giderek artan orandakullanılmaktadır. Klasik hesaplama metodları ile hesaplanması çok zor olan yada imkansızproblemlere çözüm bulunabilmesi, incelenen yapı hakkında klasik yöntemlere göre daha fazlabilgi verilebilmesi ve bilgisayar destekli tasarım sistemleri ile entegre edilebilmesi metodunavantajlarındandır.Analiz işlemi için öncelikle buhar kazanı parçalarının sonlu elemanlar modeli bilgisayardaCatia V5 programı ile oluşturulmuştur. Daha sonra yine aynı paket programın kullanılmasısuretiyle adı geçen elemanlardaki gerilme ve deformasyon değerleri hesaplanmıştır. Sonundaçelik malzemesinin akma sınırına bakılarak parçaların mukavimliği onaylanmıştır.Yukarıdaki avantajları nedeni ile sonlu elemanlar metodu kullanılarak 8 barlık kızgın buharbasıncına sahip buhar kazanı konstrüksiyon parçası değişik tiplerde elemanlara ayrılmıştır.Uygun yerlerden mesnetlenerek yapısal analizleri yapılmıştır. Küçük eleman boyutları ileyapılan analizlerin daha iyi sonuç verdiği buna karşı olarak hesaplama süresinin arttığınadikkat çekilmiştir.Uygulamanın son aşamasında, plaka üzerinde bilgisayar tarafından hesaplanan sonuçlar, fiilitest sonuçları ile karşılaştırılmıştır.Anahtar Kelimeler : Sonlu Elemanlar, Buhar Kazanı, Yapısal Analiz, Cadcam

Abstract:
Finite Element Method (FEM) is used for structural analysis of complex shaped parts, thathaving different material properties and loading conditions. One of the most importantadvantages of the method is the fact that finite element method can calculate that can not becalculated by classical methods. FEM also gives more information about the analyzedstructure and it can be intagrated with Computer Aided Desing (CAD) systems.Firstly, finite element models of steam boiler?s parts were created with Catia V5 program oncomputer for the analysis. Then, stresses and deformations of the parts were calculated usingthe same program. Considering yield strength of the steel, the stresses on the elements arechecked to decide on whether they are on the elastic region or not.For these advantages with using the finite element method, the construction parts of red-hotboiler were constituted one by one with 8 bar value of pressure on them and using thetetrahedronal material types. The construction parts were supported from suitable positionswith knowledges of steel material?s properties and made structural analysis. It is shown thatdecreasing the element size increases accuracy, however computational work (CPU time)increases also.At the end of application with a plaque, the results of computer?s calculation and actual testresults are compared for similiar or not.