In this study, mechanical behavior of a lattice structure inspired by Venus’ Flower Basket, a deep sea sponge, is investigated. To this end, the lattice structure is first designed considering the structural elements constituting the skeleton of the sponge. Then, a finite element model is generated by using beam elements. Critical buckling load of the preliminary design is determined by conducting linear buckling analysis (eigenvalue buckling analysis) assuming the structure is under pressure both in longitudinal and circumferential directions. Next, to improve the critical buckling load of the preliminary design, a surface response optimization-based algorithm is utilized to obtain optimum geometric parameters. It is shown that the critical buckling load can be improved while total volume of the structure is reduced with the adapted optimization algorithm.
biomimetics finite element method Venus' Flower Basket buckling
Bu çalışmada Venüs’ün Çiçek Sepeti adlı deniz süngerinden esinlenilerek tasarlanmış bir kafesyapının mekanik davranışı incelenmiştir. İlk olarak canlının sahip olduğu silindirik iskelet ve iskeleti oluşturan yapısal elemanlar göz önüne alınarak tasarlanan kafes sistemin sonlu elemanlar modeli kiriş elemanlar yardımıyla oluşturulmuştur. Tasarlanan yapının mekanik davranışı canlının yaşadığı ortam da göz önüne alınarak burkulma açısından incelenmiştir. Lineer burkulma analizleri yapının hem boyuna hem de çevresel yönde basınca maruz kaldığı kabul edilerek gerçekleştirilmiştir. Belirlenen ön dizayn değerleriyle hesaplanan kritik burkulma yükünü iyileştirmek için Tepki Yüzey Metodolojisi tabanlı bir algoritma ile geometrik parametreler optimize edilmiştir. Yapısal optimizasyon çalışmasıyla hacmin azaltılırken kritik burkulma yükünün arttırabileceği gösterilmiştir.
biyomimetik sonlu elemanlar metodu Venüs'ün Çiçek Sepeti burkulma
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Mühendislik |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 13 Ocak 2023 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2022 Sayı: 222 |