Bu çalışmada, Ls-Dyna'da düzlem içi kayma (shear) eğrisini oluşturan MAT58 kartının optimal parametrelerini tahmin etmek amaçlanmıştır. Malzeme testlerinden elde edilen kayma eğrisine en yakın sonuçları veren parametreler, ODYSSEE yazılımı kullanılarak elde edilmiştir.

1- GİRİŞ 

• G12 : Düzlem içi kayma modülü (doğrudan test sonucundan elde edilir).
• TAU : Kesme gerinimi eğrisinin bir fonksiyonu olarak kesme geriniminin ilk kısmi doğrusal olmayan bölümünün gerilim sınırı.
• GAMMA : Kesme gerinimi eğrisinin bir fonksiyonu olarak kesme geriniminin ilk kısmi doğrusal olmayan bölümünün gerinim sınırı.
• SC : Kayma dayanımı (doğrudan test sonucundan elde edilir).
• GMS : Kayma dayanımında oluşan kayma gerinimi

Şekil 1 – Kayma Eğrisi Parametrelerinin Gösterimi

Ls-Dyna, TAU ve GAMMA parametrelerini kullanarak doğrusal olmayan bir eğri oluşturmaktadır. Oluşturulan eğrinin şekli, yalnızca Ls-Dyna'nın iç hesaplamalarına dayanır ve genellikle test sonuçlarıyla birebir uyumlu olmamaktadır. GAMMA değeri gerinimi ifade eder ve sonuçlar, Ls-Dyna'nın iç hesaplamalarına göre ölçeklenir. Bu nedenle, genellikle deneysel verilere daha iyi uyum sağlamak için bazı küçük kalibrasyonlar ve ofset işlemleri yapılır. 

Doğrusal olmayan bölümün ardından Ls-Dyna, SC ve GMS parametreleriyle doğrusal bir eğri oluşturur. GAMMA gibi, GMS de ölçeklenmiş gerinim değerini temsil eder.

ODYSSEE ile beraber minimal sapma ile kayma eğrisini oluşturulabilmektedir.

1.1. Bir Kayma Eğrisinin Oluşturulması

Kayma eğrisini oluşturmak için mono eleman testi gerçekleştirilmiştir. ± 45 derece tabaka düzeni oluşturulmuş ve gerilim yükü uygulanmıştır. EN 6031 (düzlem içi kayma özelliklerinin belirlenmesi) standardına göre, kayma gerilmesi, eksenel gerilmenin yarısına ve eksenel gerinime eşittir. Bu şekilde, gerilme-gerinim eğrisi elde edilebilmektedir.

Şekil 2 – Mono Eleman Testinin Şematik Gösterimi ve Test Düzeni

2. Odyssee ile Parametre Tahmini

Farklı TAU, GAMMA ve GMS değerleri olan 9 analiz, Ls-Dyna kullanılarak batch run (toplu çalışma) ile gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerin çıktıları olan kayma gerilme-gerinim eğrileri, ODYSSEE için girdi olarak kullanılmıştır.

Hedef eğriyi elde etmek için hangi parametrelerin uygun olduğunu belirlemek amacıyla Odyssee'de bir hedef eğri optimizasyonu çalışması yapılmıştır. Ls-Dyna'dan elde edilen 9 analiz seti; 7'si öğrenme ve 2'si doğrulama seti olarak ayrılmıştır.

Tablo 1 – Odyssee ile Analiz İçin Kullanılan Parametreler

Şekil 3 – Farklı Parametrelerle Oluşturulan Kayma Eğrileri

2.1. Odyssee Çözücüsü

Optimizasyon çalışmasında kullanılacak çözücü için Odyssee’nin yöntem karşılaştırma script'i çalıştırılarak en iyi çözücü bulunmuştur.

2.2 Odyssee - Validasyon Eğrileri

Sonuçlar arası korelasyonu arttırmak için iki validasyon eğrisi aktarılmıştır.

• %2.5'ten Düşük Hata Oranı

Şekil 4 – ODYSSEE Çözücü Sonuçlarının Validasyon Eğrileri (%2.5'ten Düşük Hata Oranı)

• %0.8’den Düşük Hata Oranı

Şekil 5 – ODYSSEE Çözücü Sonuçlarının Validasyon Eğrileri (%0.8dten Düşük Hata Oranı)

2.3. Odyssee'de Optimizasyon İşlemi

Modelin doğruluğu istenilen seviyeye ulaştığında, optimizasyon süreci başlatılmıştır. Gerçekleştirilen optimizasyon çalışmasında, hedef eğriye en yakın sonucu sağlayacak parametreleri bulmak hedeflenmiştir.

Şekil 6 – Optimizasyon Çalışmasındaki Hedefin Tanımlanması

Şekil 7 – Optimizasyon Sonucu Hesaplanan Hedef Eğri

2.4. Odyssee ve LsDyna Sonuçlarının Karşılaştırılması

%2.5'ten düşük hata oranı için gerçekleştirilen optimizasyon çalışmasında Odyssee ve Ls-Dyna tarafından hesaplanan sonuçlar Şekil 8’de karşılaştırılmıştır. Makine öğrenmesi ve yapay zeka desteği ile birkaç saniyede hesaplanan sonuçlar ile Ls-Dyna tarafındaki sonuçların yüksek korelasyona sahip olduğu tespit edilmiştir.

Şekil 8 – Ls-Dyna ve Odyssee Sonuçlarının Karşılaştırılması