Mühendislik tasarım süreçleri, tek bir analiz sonucu ile karar verilemeyecek kadar karmaşıktır. Gerçek dünyada; malzeme özellikleri, geometrik boyutlar, yükleme koşulları ve sınır şartları çok çeşitli varyasyonlar gösterebilir. Bir parçanın kalınlığı 5 mm yerine 5.2 mm olduğunda ya da bir civatanın ön yükü 18 kN yerine 22 kN seçildiğinde performans ciddi şekilde değişebilir. Bu nedenle tasarımların parametrik analizler ile farklı senaryolar altında incelenmesi gerekir.
ANSYS Workbench’in sunduğu Design Points (DP) altyapısı, parametrik çalışmaları yürütmenin temel aracıdır. Bu sistem, belirli giriş parametrelerinin değiştirilmesiyle çoklu senaryoları hızlıca çözümleyip karşılaştırmaya, optimum tasarım noktalarını bulmaya ve hassasiyet analizleri yapmaya olanak tanır.
Bu yazıda, ANSYS’te Design Points ile parametrik çalışmaların nasıl yapılacağını, parametre tanımlama yöntemlerini, çözüm hızlandırma stratejilerini, endüstrideki uygulamaları, sık yapılan hataları ve doğrulama yaklaşımlarını uzun ve detaylı bir şekilde ele alacağız.
1) Parametrik Analiz Nedir ve Neden Önemlidir?
Parametrik analiz, belirlenen giriş parametrelerinin sistematik olarak değiştirilmesiyle sonuçların nasıl farklılaştığını görmeye yönelik bir yöntemdir.
-
Amaç: Tasarımın duyarlılığını, güvenlik katsayılarını, maliyet etkilerini görmek.
-
Örnek: Bir basınçlı kap analizinde et kalınlığı 10 mm’den 15 mm’ye artırıldığında maksimum gerilmenin nasıl düştüğü.
Bu yaklaşım, tasarım kararlarının veri tabanlı verilmesini sağlar.
2) ANSYS Workbench’te Parametre Türleri
ANSYS Workbench’te parametreler iki kategoriye ayrılır:
-
Girdi (Input) parametreleri: Malzeme özellikleri, boyutlar, yükler, sıcaklık değerleri.
-
Çıktı (Output) parametreleri: Maksimum gerilme, yer değiştirme, güvenlik katsayısı, frekans değerleri.
Parametreler, Project Schematic üzerinden Design Points tablosuna bağlanır.
3) Parametre Tanımlama Yöntemleri
-
Geometry (SpaceClaim/DesignModeler): Boyutlar (çap, uzunluk, kalınlık).
-
Material Properties: Elastisite modülü, yoğunluk, Poisson oranı.
-
Loads/Boundary Conditions: Kuvvet büyüklüğü, basınç değeri, sıcaklık.
-
Mesh Parameters: Eleman boyutu, inflation layer kalınlığı.
-
Results: Von Mises gerilme, yer değiştirme, doğal frekans.
Pratik: Geometry’de “P” simgesine tıklayarak parametre aktif edilir.
4) Design Points Tablosu
Design Points tablosu, parametre kombinasyonlarını listeleyen merkezdir.
-
Her satır bir senaryoyu temsil eder.
-
Tablo, giriş–çıkış parametrelerini eşleştirir.
-
Çözümler çalıştırıldığında tablo otomatik güncellenir.
Örnek:
-
DP1: Et kalınlığı 10 mm → Von Mises 180 MPa.
-
DP2: Et kalınlığı 12 mm → Von Mises 150 MPa.
-
DP3: Et kalınlığı 15 mm → Von Mises 120 MPa.
5) Parametrik Çalışmalarda Çözüm Stratejileri
-
Tek çözüm – çok DP: Bir kez çözülüp sonuçlar interpolasyonla tahmin edilir.
-
Çok çözüm – çok DP: Her DP ayrı çözülür (daha güvenilir, daha maliyetli).
-
Response Surface (metamodel): Çok sayıda DP’den çıkarılan tahminsel yüzey.
6) Mesh ve Parametrik Analiz
Parametreler geometriyi değiştirdiğinde mesh yeniden oluşturulur.
-
Automatic Mesh Update seçeneği kullanılmalı.
-
Mesh bağımsızlığı test edilmeli; farklı parametrelerde mesh hataları oluşabilir.
7) Parametrik Çalışmalar ve Optimizasyon
Design Points tek başına değil, DesignXplorer ile birleştiğinde güçlüdür.
-
DOE (Design of Experiments).
-
Response Surface Methodology.
-
Çoklu hedef optimizasyon.
Örnek: Bir şaft analizinde, çap + rulman aralığı parametreleri optimize edilerek minimum ağırlık + maksimum kritik hız hedeflenebilir.
8) Örnek Uygulama: Basınçlı Kap
-
Parametre: Et kalınlığı (10–20 mm arası).
-
Çıktı: Von Mises gerilme, maksimum yer değiştirme.
-
Sonuç: 10 mm → 220 MPa, 20 mm → 115 MPa.
-
Optimum: 16 mm → 135 MPa (güvenlik katsayısı 2.2).
9) Örnek Uygulama: Konsol Kiriş
-
Parametre: Uzunluk (1–2 m), yük (500–1000 N).
-
Çıktı: Uç deplasmanı.
-
Bulgular: Çift parametre değişiminde eğilme rijitliği net şekilde izlenebilir.
10) Endüstride Kullanım Senaryoları
-
Otomotiv: Süspansiyon kolu kalınlık optimizasyonu.
-
Havacılık: Kanat profili parametreleri (eğim, kalınlık).
-
Enerji: Türbin kanadı malzeme parametreleri.
-
İnşaat: Çelik kolon et kalınlığı–yük kombinasyonu.
11) Parametrik Analizlerde Dikkat Edilmesi Gerekenler
-
Parametreler fiziksel anlamlı olmalı.
-
Mesh her parametrede kontrol edilmeli.
-
Çözüm süresi uzun olabilir → HPC kaynakları kullanılmalı.
-
Çıktı parametreleri doğru işaretlenmeli.
12) Sık Yapılan Hatalar
-
Parametreyi aktif etmeyi unutmak.
-
Geometri değişince mesh hatalarının fark edilmemesi.
-
Yanlış çıktı parametresi seçmek.
-
Fazla DP ekleyip gereksiz çözüm süresi harcamak.
13) Doğrulama Stratejileri
Parametrik sonuçların güvenilirliği, referans çözümlerle karşılaştırılmalıdır.
-
Tek DP ile klasik analiz → parametreli çözümle uyumlu olmalı.
-
Kritik değerlerde (ör. minimum kalınlık) deneysel veya literatür sonuçları kontrol edilmeli.
14) İleri Düzey: Parametrelerin Kombinasyonu
Parametreler tek tek değil, birlikte analiz edilmelidir.
-
Et kalınlığı + malzeme elastisite modülü.
-
Sürtünme katsayısı + ön yük.
-
Çap + yük + sıcaklık.
Bu sayede çok değişkenli etkileşimler ortaya çıkar.
15) Uygulamalı Mini Senaryo: Flanşlı Bağlantı
-
Parametre: Cıvata sayısı (4–8), ön yük (15–25 kN).
-
Çıktı: Conta basınç dağılımı.
-
Bulgular: 6 cıvata + 20 kN optimum → sızdırmazlık tam sağlandı, aşırı gerilme oluşmadı.
Sonuç
Parametrik analizler, mühendislik tasarımında tek çözümün ötesine geçmeyi sağlar. ANSYS Workbench’in Design Points altyapısı, tasarım parametrelerinin sistematik olarak değiştirilmesine ve sonuçların kolayca karşılaştırılmasına imkân tanır.
Doğru parametre seçimi, mesh stratejileri ve çıktı takibiyle parametrik analizler:
-
Tasarım hassasiyetini gösterir,
-
Optimum noktaları belirler,
-
Üretim maliyetlerini düşürür,
-
Güvenlik katsayılarını garanti altına alır.
Yanlış stratejiler ise yanlış sonuçlar, gereksiz çözüm süreleri ve eksik değerlendirmeler doğurur. Design Points ile yapılan çalışmalar, endüstriyel tasarım süreçlerini hızlandırır, karar verme kalitesini artırır ve mühendislik güvenilirliğini yükseltir.
Modelleme, günümüzde yalnızca tasarım süreçlerinin bir parçası değil; aynı zamanda düşünce biçimlerini dönüştüren, analiz kabiliyetini artıran ve fikirleri görünür kılan güçlü bir araç olarak öne çıkıyor. Mimarlıktan mühendisliğe, oyun tasarımından veri görselleştirmeye kadar birçok alanda modelleme, karmaşık yapıları anlaşılır hale getirmek ve çok boyutlu düşünmek için kullanılıyor. Bireyin bir fikri somutlaştırma yolculuğunda modelleme, hem yaratıcı hem de sistematik bir yol sunuyor.
Bu platformda modellemeye tek bir açıdan yaklaşmıyoruz. Üç boyutlu (3D) modelleme elbette temel başlıklardan biri; ancak mimari modelleme, endüstriyel ürün tasarımı, karakter modelleme, veri ve sistem modelleme, parametrik tasarım gibi çok daha geniş bir çerçeveyi kapsıyoruz. Amacımız yalnızca teknik bilgi vermek değil; aynı zamanda modelleme pratiğinin arkasındaki düşünsel yapıyı, yöntemleri ve farklı disiplinlerdeki uygulama biçimlerini de görünür kılmak. Böylece bu alanla ilgilenen herkes, sadece nasıl yapılacağını değil, neden ve hangi bağlamda yapıldığını da anlayabiliyor.
Akademik bir yaklaşımla hazırlanan bu site, hem öğrenmek isteyenlere hem de bilgisini derinleştirmek isteyen profesyonellere hitap ediyor. Teknik içerikler, güncel yazılım önerileri, örnek projeler ve yöntem yazılarıyla zenginleştirilmiş bir yapı sunuyoruz. Modelleme, yalnızca bilgisayar destekli bir üretim süreci değil; aynı zamanda düşüncenin yeniden yapılandırılmasıdır. Bu doğrultuda, hem uygulamaya hem de teoriye dokunan içeriklerle, farklı alanlardaki modelleme meraklılarını ortak bir bilgi zemini etrafında buluşturmak istiyoruz.
