ஒரு பளு ஏற்றிய பாகத்தில் தகைவு (stress) மற்றும் அதன் விளைவுகள் பற்றி பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டுமென்று வைத்துக் கொள்வோம். அல்லது ஒரு பாகத்தை ஓரிடத்தில் சூடாக்கும் போது அதன் வெவ்வேறு பகுதிகளில் வெப்பநிலை (temperature) எவ்வாறு மாறுபடும் என்று பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டுமென்று வைத்துக் கொள்வோம்.
இவற்றை முழுமையான, சிக்கலான வடிவங்களாக இல்லாமல் எளிய சிறு கூறுகளாகப் பிரித்துப் பகுப்பாய்வு செய்வது ஆகக்கூடியது. இந்த பாகத்தை நாம் கருத்தியல்படி சிறு கூறுகளாகப் பிரித்துக் கொள்வோம். இந்த சிறு கூறுகள் கணுக்களில் மூட்டப்பட்டுள்ளன என்று கருதுவோம். இம்மாதிரி சிறு கூறுகளாகப் பிரித்துக் கணுக்களில் மூட்டி இருக்கும் தொகுப்பைக் கண்ணி (mesh) என்று சொல்கிறார்கள். இம்மாதிரி கண்ணிகளில் உள்ள எளிய சிறுகூறுகளில் தகைவு, வெப்பம் ஆகியவற்றின் விளைவுகளையும் பற்றிப் பகுப்பாய்வு செய்யலாம். இதுதான் சிறுகூறு பகுப்பாய்வு.
கண்ணி உருவாக்கம் (Mesh generation)
கண்ணி உருவாக்கம்
ஒரு எடுத்துக்காட்டு படத்தில் காணலாம். இந்தத் தகடு 2 மிமீ சீரான தடிமன் உள்ளது என்று வைத்துக் கொள்வோம். இந்தத் தகடு பாகத்தை பெரும்பாலும் செவ்வக வடிவத்திலுள்ள கூறுகளாகப் பிரித்துக் கொள்ளலாம்.
ஃப்ரீகேட் சிறுகூறு பகுப்பாய்வு பணிமேடை (FEM Workbench)
முன்செயலாக்கம்
நம்முடைய முதல் வேலை ஃப்ரீகேட் பயன்படுத்தி நமக்கு வேண்டிய பாகத்தின் 3D மாதிரியை உருவாக்குதல்.
ஒரு பகுப்பாய்வை உருவாக்குதல்
அடுத்து அந்த பாகத்தில் எந்த இடத்தில் நாம் தாங்கப் போகிறோம் எந்த இடத்தில் பளு ஏற்றுவோம் என்பனவற்றை உருவகப்படுத்த வேண்டும். பின்னர் கண்ணி உருவாக்கும் Gmsh அல்லது Netgen போன்ற திறந்த மூலக் கருவிகளை வைத்து மேற்கண்ட படத்தில் உள்ளது போல கண்ணி உருவாக்க வேண்டும்.
தீர்வு காணுதல்
அடுத்து கேல்குலிக்ஸ் (Calculix) போன்ற திறந்த மூலக் கருவிகளைப் பயன்படுத்தி ஒவ்வொரு சிறு கூறிலும் வரும் தகைவு, வெப்பம் ஆகியவற்றின் தீர்வு காணுதல்.
பின்செயலாக்கம்
அடுத்து பகுப்பாய்வு முடிவுகளை ஃப்ரீகேட் இல் காட்சிப்படுத்துதல். தேவைப்பட்டால் பாராவியூ (Paraview) போன்ற திறந்த மூல வெளிக் கருவிகளையும் நாம் இந்த காட்சிப்படுத்துதல் வேலைக்குப் பயன்படுத்திக்கொள்ளலாம். இம்மாதிரி காட்சிப்படுத்தும் போது தகைவு குறைவாக உள்ள கூறுகளை பச்சை வண்ணத்திலும், நடுத்தரமாக உள்ள கூறுகளை மஞ்சள் வண்ணத்திலும் மற்றும் தகைவு அதிகம் உள்ள கூறுகளை சிவப்பு வண்ணத்திலும் காட்டும்.
தகைவு குவித்தல்
எடுத்துக்காட்டாக சுழல் தண்டுகளில் கூர்மையான மூலைகள் (sharp corners) இருந்தால் அங்கு தகைவு குவித்தல் (stress concentration) ஆகி விடும். அங்குள்ள கூறுகளை சிவப்பு வண்ணத்தில் காட்டும். அந்தக் கூர்மையான மூலைகளில் விளிம்புப்பட்டி (fillet) போட்டு சீராக்கி திரும்பவும் பகுப்பாய்வை ஓட்டுங்கள். இவ்வாறு படிப்படியாக உங்கள் வடிவமைப்பை மேம்படுத்த முடியும்.
நன்றி தெரிவிப்புகள்
இத்தொடரில் அடுத்த கட்டுரை: எண்சார்ந்த பகுப்பாய்வு (Numerical Analysis)
எண்சார்ந்த பகுப்பாய்வு செய்யத் திறந்த மூல மென்பொருட்கள். குனு ஆக்டேவ் (GNU Octave). ஓபன்மாடலிகா (OpenModelica). சைலேப் (Scilab) உடன் எக்ஸ்காஸ் (Xcos).