SOLIDWORKS Simulation

Statik analiz, sabit veya yavaş değişen yükler altında parça veya montajın denge durumunu hesaplar. Yük uygulandığında malzeme elastik sınır içinde kalıyorsa (doğrusal statik) çözüm hızlı ve kararlıdır; büyük deformasyon veya plastisite varsa non-lineer çözücü gerekir.
Çıktılar: Gerilme dağılımı, ana gerilmeler, yer değiştirme (deformasyon), güvenlik faktörü haritası. Güvenlik faktörü haritası tasarımcıya kritik bölgeleri — yüksek gerilme, düşük güvenlik katsayısı — görsel olarak gösterir.
•    Montaj analizi: parça-parça temas, cıvata bağlantısı, pres geçme — birden fazla bileşenin bir arada davranışı
•    Simetri ve periyodiklik: geometrik simetri kullanılarak model küçültülür, hesaplama süresi azalır.
•    Uzak yük ve kütle: gerçek geometri modellenmeden kuvvet veya kütle etkisi tanımlanabilir.

Termal analiz, ısıl yük altında parçanın sıcaklık dağılımını ve ısı akısını hesaplar. İki modda çalışır: sabit hal (steady-state) — sistem ısıl dengeye ulaştığında sıcaklık dağılımı; geçici (transient) — zamana bağlı ısınma veya soğuma süreci.
Termal analizin çıktısı aynı zamanda yapısal analize girdi olarak kullanılabilir. Sıcaklık dağılımından kaynaklanan termal gerilmeler ve deformasyonlar bu bağlantıyla hesaplanır — örneğin ısıl genleşme kısıtlandığında oluşan gerilme.
•    Isı iletimi: katı içinde kondüksiyon, yüzeyden konveksiyon, yüzeyler arası radyasyon
•    Isıl temas direnci: iki yüzey arasındaki ısı geçiş direnci tanımlanabilir.
•    Faz değişimi: bazı senaryolarda erime veya katılaşma sürecinin ısıl etkisi

Yorulma, tekrarlayan yükler altında malzemenin statik mukavemetinin çok altındaki gerilmelerde hasar görmesidir. Bir köprü, araç aksı veya makine şaftı tek bir yükte kırılmaz; ancak milyonlarca yükleme çevriminden sonra çatlak başlar ve ilerler.
SOLIDWORKS Simulation'ın yorulma analizi, statik analizden gelen gerilme sonuçlarını malzemenin S-N (gerilme-çevrim) eğrisiyle birleştirerek ömür tahminini hesaplar. Hasar birikimi Miner kuralıyla modellenir.
•    Sabit genlikli yorulma: her çevrim aynı yük amplitüdünde — standart S-N eğrisi
•    Değişken genlikli yorulma: farklı yük seviyelerinin katkısı Rainflow sayım yöntemiyle
•    Yorulma ömrü haritası: hangi bölgede kaç çevrimde hasar başladığı görsel olarak gösterilir.

Frekans analizi, yapının doğal frekanslarını ve bu frekanslardaki titreşim şekillerini (mod şekilleri) hesaplar. Doğal frekans, dışarıdan o frekansta titreşim uygulandığında yapının rezonansa girdiği değerdir. Rezonans altında genlik hızla büyür ve hasar oluşabilir.
Tasarımda frekans analizinin amacı, yapının doğal frekanslarını çalışma koşulundaki titreşim kaynaklarından (motor devri, ekipman frekansı, sismik etki) uzak tutmaktır. Rezonans riski varsa geometri, malzeme veya kütleyle müdahale edilir.
•    Modal analiz: ilk N doğal frekans ve mod şekli
•    Harmonik analiz (Premium): sürekli sinüsoidal yükleme altında frekansa bağlı tepki
•    Rastgele titreşim — PSD analizi (Premium): belirli frekans spektrumundaki rastgele titreşim yüklemesi

Burkulma, ince cidarlı veya uzun yapıların sıkıştırma yükü altında ani geometrik kararsızlık yaşamasıdır. Kiriş, kolon, ince levha veya kabuk yapılar burkulma riski taşır; statik analizde yük taşıyabilen bir yapı, kritik burkulma yükünün üzerinde aniden çöker.
Burkulma analizi, kritik yük faktörünü hesaplar: uygulanan yükün kaç katı uygulandığında burkulma başlar. Bu faktör tasarım için güvenlik katsayısını belirler. İnce cidarlı muhafaza, çerçeve yapısı veya uzun basınçlı boru tasarımlarında zorunlu bir kontroldür.

Düşme testi simülasyonu, belirli bir yükseklikten sert yüzeye düşürülen ürünün darbe anını modeller. Elektronik cihaz muhafazaları, taşınabilir ekipmanlar ve ambalaj tasarımı için önemli bir senaryodur.
Fiziksel düşme testi pahalı ve tekrarlanması güçtür; farklı açılar, farklı yüzeyler, farklı yükseklikler için ayrı ayrı prototip gerekmez. Simülasyon bu değişkenleri dijital ortamda tarar: hangi düşme açısı en yüksek gerilmeye yol açıyor, en kritik bileşen hangisi.

Doğrusal (lineer) analiz, malzemenin Hooke yasasına uyduğunu varsayar: gerilme-şekil değiştirme ilişkisi lineerdir, deformasyon küçüktür, temas koşulları değişmez. Bu varsayımlar çoğu mühendislik senaryosu için yeterince doğrudur ve hızlı çözüm sağlar.
Doğrusal olmayan (non-lineer) analiz ise bu varsayımlardan birinin veya birkaçının geçersiz olduğu durumlar için gereklidir. Üç temel non-lineerlik türü vardır:
•    Malzeme non-lineerliği: plastik deformasyon (akma sonrası davranış), hiper-elastik malzeme (kauçuk, silikon), sünme
•    Geometrik non-lineerlik: büyük deformasyon — yük uygulandıkça değişen geometri, deformed konumda denge
•    Temas non-lineerliği: birbirini itmekte veya birbirine temas etmekte olan yüzeyler — temas alanı yüklemeyle değişir
Non-lineer analizin hesaplama süresi doğrusal analizden çok daha uzundur ve yakınsama kontrolü gerektirir. Premium pakette bulunan bu kapasite, elastomer contalar, plastik klipsler, darbe senaryoları ve büyük deformasyon içeren tüm tasarımlar için zorunludur.