Sonlu Elemanlar Analizi münehdislikte problem çözmede kullanılan başlıca yöntemlerden birisidir. Sonlu Elemanlar da bazen hatalar yapılıyor. Bu yazıda karşılaşılan hatalar ve çözüm yöntemleri hakkında bilgiler elde edecekseniz.
İlk olarak FEA yani Sonlu Elemanların Analizi nedir ve nerede kullanılır kısaca bilgi verelim.
FEA Nedir?
FEA (Finite Element Analysis – Sonlu Elemanlar Analizi), karmaşık mühendislik problemlerini küçük ve yönetilebilir parçalara (elemanlara) bölerek yaklaşık sayısal çözüm elde etme yöntemidir.
Temel olarak;
-
Yapısal analiz (gerilme, deformasyon)
-
Termal analiz (ısı transferi)
-
Akışkan analizi (CFD)
-
Titreşim ve dinamik analiz
-
Yorulma ve hasar tahmini
gibi alanlarda kullanılır.
Günümüzde otomotivden havacılığa kadar birçok sektörde standart mühendislik aracı haline gelmiştir. Örneğin çarpışma simülasyonları ve hafifletme çalışmaları otomotiv firmalarında (örneğin Tesla) yoğun biçimde FEA tabanlı yürütülürken, türbin kanadı gerilme analizleri havacılıkta (örneğin Rolls-Royce) kritik rol oynar.
Ancak FEA güçlü olduğu kadar hatalara da açık bir yöntemdir. En büyük risk: Yanlış modelin doğru çözülmesi.
Aşağıda sahada en sık karşılaşılan 7 kritik modelleme hatasını bulacaksınız.
FEA’de En Kritik 7 Modelleme Hatası
1️⃣ Yanlış Boundary Condition Tanımlamak
En yaygın ve en tehlikeli hatadır.
-
Gereğinden fazla sabitleme (over-constraint)
-
Gerçekçi olmayan yükleme koşulları
-
Simetriyi yanlış uygulamak
Sonuç: Gerçek hayatta oluşmayacak düşük deformasyonlar ve hatalı gerilme dağılımları.
Kural: “Modelinizin fiziksel karşılığı nedir?” sorusunu her zaman sorun.
2️⃣ Mesh Kalitesini İhmal Etmek
Kötü mesh = kötü sonuç.
-
Çok kaba mesh
-
Aspect ratio problemi
-
Kritik bölgede yetersiz eleman yoğunluğu
Özellikle gerilme yığılmalarında mesh inceltilmezse sonuçlar yanıltıcı olur.
Profesyonel yaklaşım: Mesh bağımsızlık çalışması yapmadan sonuç paylaşmayın.
3️⃣ Temas (Contact) Tanımını Yanlış Kurmak
Nonlineer problemlerde temas tanımı çözüme doğrudan etki eder.
-
Bonded yerine frictional tanımlamak
-
Yanlış sürtünme katsayısı
-
Penetrasyon kontrolü yapmamak
Temas problemleri özellikle cıvatalı bağlantılarda kritik hata kaynağıdır.
4️⃣ Malzeme Modelini Gerçekçi Tanımlamamak
Lineer elastik varsayım çoğu zaman yeterli değildir.
-
Plastik davranışı ihmal etmek
-
Sıcaklığa bağlı malzeme özelliklerini tanımlamamak
-
Anizotropik malzemeyi izotropik kabul etmek
Özellikle kompozit ve yüksek sıcaklık uygulamalarında bu hata ciddi sapmalara yol açar.
5️⃣ Singulariteyi Gerçek Gerilme Sanmak
Keskin köşeler ve noktasal yükler matematiksel olarak sonsuz gerilme üretir.
FEA sonucu 1200 MPa gösteriyorsa bu her zaman fiziksel değildir.
Çözüm:
-
Gerilme ortalaması alın
-
Fillet ekleyin
-
Lineer yerine temas yük dağılımı kullanın
6️⃣ Doğrulama (Verification) ve Geçerleme (Validation) Yapmamak
FEA iki aşamalı kontrol gerektirir:
-
Verification: Model doğru çözüldü mü?
-
Validation: Model gerçeği temsil ediyor mu?
El hesabı, literatür karşılaştırması veya deneysel veri olmadan analiz güvenilir değildir.
7️⃣ Sonuçları Fiziksel Yorumlamamak
En kritik hata budur.
Mühendislik yalnızca renkli contour haritası değildir.
-
Reaksiyon kuvvetleri dengede mi?
-
Enerji dengesi sağlanıyor mu?
-
Deformasyon şekli mantıklı mı?
FEA yazılımı matematik çözer.
Mühendis fiziksel gerçekliği doğrular.
Bonus: Deneyimli Mühendislerin Altın Kuralı
“Garbage in, garbage out.”
Yanlış model → doğru çözüm → yanlış karar.
Sonuç
FEA güçlü bir araçtır ancak:
-
Doğru fizik
-
Doğru model
-
Doğru yorum
olmadan güvenilir değildir.
Gerçek mühendislik değeri, yazılım kullanmaktan değil; model kurma disiplininden gelir.
