SOLIDWORKS Simulation’da serbestlik dereceleri, bir sistemin hareket kabiliyetini ve kısıtlamalarını anlamak için kritik bir kavramdır. Serbestlik dereceleri, bir parçanın veya yapının, belirli bir referans çerçevesine göre ne kadar hareket edebileceğini tanımlar. Mekanik sistemlerde bu kavram, parçaların etkileşimleri ve hareket yollarını analiz etmek için oldukça önemlidir.
Bir parçanın serbestlik dereceleri, genellikle iki ana kategoriye ayrılır: hareket serbestlik dereceleri ve kısıtlama serbestlik dereceleri. Hareket serbestlik dereceleri, parçanın translasyon (yatay ve dikey hareket) ve rotasyon (dönme hareketi) yeteneklerini ifade ederken, kısıtlama serbestlik dereceleri, bu hareketlerin hangi ölçüde sınırlı olduğunu gösterir.
SOLIDWORKS Simulation kullanarak, mühendisler ve tasarımcılar, sistemlerinin dinamik davranışlarını daha iyi anlayabilir, tasarımlarını optimize edebilir ve potansiyel sorunları önceden tespit edebilirler. Bu nedenle, serbestlik dereceleri kavramı, yapıların ve mekanizmaların doğru bir şekilde simüle edilmesi için temel bir adımdır.
Herhangi bir FEA’da, model mesh elemanları adı verilen segmentlere ayrılır. Bu, bir parça boyunca gerilim denklemlerini çalıştırmak için gereklidir. SOLIDWORKS’te bu mesh elemanlar tetrahedronlardır. Tetrahedronların bağlandığı noktalara düğüm denir.
Her düğümün altı Özgürlük Derecesi (6DOF) vardır: Bunlar üç öteleme ve üç dönme şeklindedir. Bir model örüldükten ve tetrahedronlara bölündükten sonra, düğümleri kısıtlanması gereken ölçütlerdir.
Abaqus gibi daha karmaşık simülasyon yazılım programlarında, tek tek düğümleri seçmek ve 6DOF’larını kısıtlamak mümkündür. SOLIDWORKS Simulation’da, bunun yerine yüzler, kenarlar ve tepe noktaları gibi model geometrisine fikstürler uygularız. Bu, esasen seçilen geometrideki tüm düğümleri seçer ve bunların çevirisini ve/veya dönüşünü kısıtlar.
Standart Fikstürler
Üç adet standart fikstür bulunmaktadır: Sabit, Kayar ve Sabit Menteşeli .
- Sabit, seçili yüzeyler, kenarlar ve tepe noktaları için tüm 6DOF’u kaldırır.
- Kayar yalnızca seçili yüzün düzleminde oturan yönlerde döngüsel olarak serbestlik derecelerine izin verir. Yüzün diğer dört serbestlik derecesi kilitlidir.
- Sabit Menteşe, üç öteleme serbestlik derecesini kaldırır ve seçilen silindirik yüz etrafında yalnızca bir dönme serbestlik derecesine izin verir.
Gelişmiş Fikstürler
Altı Gelişmiş Fikstür daha ayrıntılı kontrol sunar: Simetri, Döngüsel Simetri, Referans Geometri, Düz Yüzlerde, Silindirik Yüzlerde ve Küresel Yüzlerde.
- Düz Yüzler Üzerinde, seçili bir düzlemsel yüz için öteleme serbestlik derecelerini kontrol etmesi bakımından Roller/Slider’a benzer. Sınırlandırılabilen veya sınırlanamayan ötelemeler, düzlemsel yüze ve iki düzlem içi yöne diktir. Gelişmiş Fikstürlerden herhangi birinde bir DOF’u sınırlamak için, PropertyManager’ın Ötelemeler bölümünden onu seçmelisiniz. Değeri 0 olarak bırakmak, yüzün bu yönde hareket etmesini önler.
- Silindirik Yüz, dönme serbestlik derecelerini bağımsız olarak kontrol etmenizi sağlar. Bunlar Radyal, Çevresel ve Eksenel’dir.
- Küresel Yüzler, radyal ve uzunlamasına & enlemsel dönme serbestlik derecelerinin birleşimidir.
- Simetri ve Döngüsel Simetri özeldir. çünkü çözücüye diğer tarafta daha fazla kütle olduğunu söylerler. Aksi takdirde, sırasıyla Düz Yüzeylerde ve Silindirik Yüzeylerde fikstürlerle aynı serbestlik derecelerini kontrol ederler.
- Referans Geometrisi en güçlü ve ayrıntılı Gelişmiş Fikstürdür. Tek başına yukarıda listelenen diğer tüm fikstürleri yeniden oluşturabilir. Köşeleri, kenarları ve yüzeyleri seçebilirsiniz. Seçtiğiniz referans geometrisine bağlı olarak, ötelemeli veya dönmeli serbestlik derecelerini kontrol edebilirsiniz. Bir düzlem veya düz yüzey seçerseniz, ötelemeli DOF’yi kontrol edebilirsiniz. Bir eksen veya silindirik yüzey size dönmeli DOF için seçenekler sunacaktır. Son olarak, bir kenar seçerseniz, o kenar boyunca yer değiştirmeyi kontrol edebilirsiniz.
Aynı düğümlerin DOF’larını aynı şekillerde kısıtlıyorlarsa, farklı fikstür kombinasyonları aynı sonuçları üretebilir. Çalışmanızı çalıştırdıktan sonra, sonuçlarınız doğru görünmüyorsa, geri dönüp fikstür eklemeniz veya düzenlemeniz gerekebilir.
Örneğin, kayabilen bir yüzeye (yani kısıtlı öteleme serbestlik derecesine sahip olmaması gereken bir yüzeye) Sabit bir fikstür uygularsanız, bu modelinize gerçek olmayan bir kısıtlama katabilir.
Çok az fikstür, modelinizin istemediğiniz şekilde çevrilmesine veya dönmesine neden olabilir. Bu, Yer Değiştirme sonuçlarınızı bozabilir. Bir veya daha fazla tepe noktasına Referans Geometri fikstürü uygulamak, modeli sabitlemenin bir yoludur.
