Mühendislik dünyasında ürün geliştirme sürecinin ilk adımı her zaman CAD (Computer-Aided Design) verileridir. Tasarım ekipleri ürün geometrisini SolidWorks, CATIA, Siemens NX, Creo, Inventor veya benzeri CAD yazılımlarında oluşturur. Ancak bu geometrilerin, analiz sürecinde ANSYS Workbench ortamına kayıpsız aktarılması kritik bir aşamadır.
Yanlış veya eksik aktarılmış CAD verileri; yüzey boşlukları, geometri hataları, yanlış ölçüler, bozuk yüzey topolojileri ve mesh oluşturma sorunları gibi birçok probleme yol açar. Bu problemler yalnızca çözüm süresini uzatmakla kalmaz, aynı zamanda sonuçların güvenilirliğini de sorgulanır hale getirir.
STEP (.stp, .step) ve IGES (.igs, .iges) formatları, CAD verilerinin farklı yazılımlar arasında taşınması için en çok kullanılan nötr formatlardır. Ancak her formatın avantajları, sınırlamaları ve doğru kullanım yöntemleri vardır. ANSYS’te kayıpsız bir aktarım sağlamak için doğru stratejilerin uygulanması gerekir.
Bu yazıda, CAD verilerinin ANSYS’e aktarılmasında karşılaşılan sorunları, STEP/IGES formatlarının farklarını, SpaceClaim ile onarım yöntemlerini, mesh uyumluluğunu artırma tekniklerini, endüstriyel uygulama örneklerini ve doğrulama adımlarını uzun ve detaylı bir şekilde ele alacağız.
1) CAD Verisinin Önemi
CAD verisi, sonlu elemanlar analizinin temelidir. Yanlış veya eksik aktarılmış bir model:
-
Yanlış boyutlara sahip olabilir.
-
Kritik yüzeyleri kaybedebilir.
-
Mesh kalitesini düşürür.
-
Çözüm süresini gereksiz yere uzatır.
Dolayısıyla “doğru CAD → doğru analiz” prensibi esastır.
2) STEP ve IGES Formatlarının Karşılaştırılması
-
STEP (ISO 10303):
-
Daha modern, parametrik bilgileri destekler.
-
Katı modelleri (solid) daha güvenilir taşır.
-
Günümüzde endüstride en çok tercih edilen formattır.
-
-
IGES (Initial Graphics Exchange Specification):
-
Daha eski bir standart.
-
Özellikle yüzey bazlı geometrilerde yaygın.
-
Karmaşık yüzeylerde daha fazla hata üretebilir.
-
Öneri: CAD’den ANSYS’e aktarımda mümkünse STEP tercih edilmelidir.
3) Doğrudan CAD Entegrasyonu vs Nötr Formatlar
ANSYS Workbench, birçok CAD yazılımı ile doğrudan entegrasyon sunar (CATIA, NX, Creo vb.).
-
Doğrudan entegrasyon: Geometri değişirse ANSYS modeli de otomatik güncellenir.
-
STEP/IGES: CAD lisansı olmayan durumlarda veya farklı yazılımlardan gelen dosyalarda kullanılır.
Örnek: Bir otomotiv tedarikçisi yalnızca IGES formatında gövde verisi sağlıyorsa, ANSYS’te bu verinin onarımı şarttır.
4) CAD Aktarımında Karşılaşılan Sorunlar
-
Yüzey boşlukları (gaps).
-
Çakışan yüzeyler (overlaps).
-
Fazladan kenar ve noktalar.
-
Non-manifold topoloji (geçersiz yüzey birleşimleri).
-
Küçük detaylar (delikler, logolar, pahlar).
Bu sorunlar mesh sırasında çözümü engeller.
5) SpaceClaim ile Geometri Onarımı
ANSYS Workbench içindeki SpaceClaim modülü, CAD onarımında kritik rol oynar.
-
Repair Tools: Açık kenarları kapatma, yüzey birleştirme.
-
Defeature: Analize etkisi olmayan küçük detayların kaldırılması.
-
Merge Faces: Küçük yüzeyleri birleştirme.
-
Simplify: Karmaşık katı modelleri sadeleştirme.
Örnek: Bir pompa gövdesinde 0.5 mm çaplı cıvata delikleri mesh kalitesini düşürüyorsa, SpaceClaim’de bu delikler kolayca kapatılabilir.
6) Mesh Uyumluluğunu Artırma
-
Ortho veya quad-dominant mesh için yüzeylerin düzgün olması gerekir.
-
Küçük kenar ve yüzeyler, eleman boyutunun altında kalırsa çözüm hataları çıkar.
-
SpaceClaim’de Small Faces komutu ile bu tür yüzeyler temizlenebilir.
7) Parametrik CAD Aktarımları
STEP/IGES ile gelen modeller parametrik değildir. Ancak ANSYS içinde boyutlara parametre atanabilir.
-
SpaceClaim’de ölçüler düzenlenerek parametrik değişiklik yapılabilir.
-
Böylece Design Points/DesignXplorer ile optimizasyon mümkündür.
8) Büyük Montajların Aktarımı
Montajlarda dikkat edilmesi gerekenler:
-
Gereksiz parçalar kaldırılmalı (civata, logo, estetik yüzeyler).
-
Simetri kullanılarak model küçültülmeli.
-
Bağlantı yüzeyleri korunmalı.
Örnek: Bir dişli kutusu analizinde yalnızca gövde, dişliler ve rulman yuvaları aktarılır; cıvatalar ve kapak logoları kaldırılır.
9) Endüstride Kullanım Senaryoları
-
Otomotiv: Araç gövde panellerinin IGES formatında aktarımı.
-
Havacılık: Türbin kanatlarının STEP formatında aktarımı.
-
Enerji: Türbin gövdesi montajlarının sadeleştirilmesi.
-
Makine imalatı: Pompa, valf, kompresör gövdelerinin CAD onarımı.
10) Sık Yapılan Hatalar
-
IGES yerine STEP kullanma imkânı varken IGES’te kalmak.
-
CAD onarımını atlamak.
-
Gereksiz detayları temizlememek.
-
Küçük yüzeyleri mesh kalitesini etkileyecek şekilde bırakmak.
11) Doğrulama Stratejileri
-
Aktarılan CAD modelinin ölçüleri orijinal CAD ile karşılaştırılmalı.
-
SpaceClaim onarım sonrası modelin watertight olup olmadığı kontrol edilmeli.
-
Mesh oluşturulduktan sonra görsel kontrol yapılmalı.
Sonuç
CAD aktarımı, sonlu elemanlar analiz sürecinin en kritik adımlarından biridir. Yanlış aktarılmış bir geometri, tüm çözüm sürecini geçersiz kılabilir. STEP formatı, çoğu durumda IGES’e göre daha güvenilir ve güncel bir çözümdür. Ancak hangi format kullanılırsa kullanılsın, SpaceClaim ile geometri onarımı ve sadeleştirme adımları mutlaka yapılmalıdır.
Doğru CAD aktarımı sayesinde:
-
Mesh kalitesi artar,
-
Çözüm süresi kısalır,
-
Sonuçların güvenilirliği artar,
-
Parametrik ve optimizasyon çalışmalarına zemin hazırlanır.
Sonuç olarak, CAD aktarımı ve onarımı yalnızca bir hazırlık adımı değil, tüm ANSYS modelleme sürecinin omurgasıdır.
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.
