Araştırma Makalesi

Topoloji Optimizasyonu ile Gemi Çift Dip Konstrüksiyonu Dolu Döşek Tasarım İyileştirilmesi

Cilt: 13 Sayı: 2 30 Haziran 2025
PDF İndir
TR EN

Topoloji Optimizasyonu ile Gemi Çift Dip Konstrüksiyonu Dolu Döşek Tasarım İyileştirilmesi

Öz

Bu çalışma, ticari gemi inşasında kullanılan dolu döşek elemanlarının topoloji optimizasyonu yoluyla yapısal ağırlıklarının azaltılmasını amaçlamaktadır. Gemilerde yaygın olarak kullanılan çelik levhalar, çeşitli açıklıklar eklenerek hafifletilmektedir. Ancak mevcut açıklık tasarımlarının çoğu deneyime dayalı olup, yapısal verimlilik açısından optimizasyona açıktır. Bu araştırmada, enine sistemli bir geminin çift dip yapısındaki dolu döşek elemanları için farklı genişlik (1,8–4,2 m) ve kalınlıklarda (10–40 mm) standart dışı açıklık tasarımları önerilmiştir. Autodesk Fusion 360 yazılımının şekil optimizasyonu modülü kullanılarak, yüksekliği 1200 mm olan levha modellerine bölgesel dip yükleri uygulanmıştır. Tüm analizlerde yapısal ağırlığın %50 azaltılması hedeflenmiştir. Optimizasyon sonuçları, her genişlik ve kalınlık için optimum açıklık sayısını ve geometrik düzenleri belirlemiştir. Ayrıca, optimize edilen tasarımlar statik gerilim analizleri ile değerlendirilmiş, maksimum gerilme bölgeleri ve büyüklükleri analiz edilmiştir. Sonuçlar, döşek genişliğinin artışıyla açıklık sayısının arttığını, kalınlığın artışıyla ise açıklık kenarlarında daha geniş köşe yarıçaplarının oluştuğunu göstermiştir. Tüm optimize edilmiş modellerde, maksimum gerilme değerleri izin verilen 150 MPa sınırının altında kalmıştır. Özellikle 3,6 m genişlik, 20 mm kalınlık ve %50 malzeme korunumuna sahip modelin en uygun çözümü sunduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, gemi çift dip yapılarında dolu döşeklerin topoloji optimizasyonu ile hafifletilmesine yönelik önemli bulgular sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] Ehrlenspiel K, Kiewert A, Lindemann U, Hundal MS, editors. Factors that influence Manufacturing Costs and Procedures for Cost Reduction. Cost-Efficient Design, Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg; 2007, p. 143–384. https://doi.org/10.1007/978-3-540-34648-7_7.
  2. [2] Novikov A V, Barmin AA, Mudrova AA, Yasinskaya Y V. System analysis of the features of using information models in shipbuilding. J Phys Conf Ser 2019;1333:032090. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1333/3/032090.
  3. [3] Kim H, Lee S-S, Park JH, Lee J-G. A model for a simulation-based shipbuilding system in a shipyard manufacturing process. Int J Comput Integr Manuf 2005;18:427–41. https://doi.org/10.1080/09511920500064789.
  4. [4] Yilmaz AF, Konal M. Enhanced Container Ship Hatch Cover using Topology Optimization Method for Lightweight Design and Optimal Costs. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering 2025:1–16.
  5. [5] Wang G, Feng Y, Dai Y, Chen Z, Wu Y. Optimization design of a windshield for a 12,000 TEU container ship based on a support vector regression surrogate model. Ocean Engineering 2024;313:119405.
  6. [6] Liu Z, Cho S, Takezawa A, Zhang X, Kitamura M. Two-stage layout–size optimization method for prow stiffeners. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering 2019;11:44–51.
  7. [7] Putra GL, Kitamura M, Takezawa A. Structural optimization of stiffener layout for stiffened plate using hybrid GA. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering 2019;11:809–18.
  8. [8] Um T-S, Roh M-I. Optimal dimension design of a hatch cover for lightening a bulk carrier. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering 2015;7:270–87.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliğinde Optimizasyon Teknikleri

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

26 Haziran 2025

Yayımlanma Tarihi

30 Haziran 2025

Gönderilme Tarihi

23 Mart 2025

Kabul Tarihi

20 Haziran 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 13 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Yılmaz, A. F. (2025). Topoloji Optimizasyonu ile Gemi Çift Dip Konstrüksiyonu Dolu Döşek Tasarım İyileştirilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 13(2), 763-776. https://doi.org/10.29109/gujsc.1663786

                                     16168      16167     16166     21432        logo.png   


    e-ISSN:2147-9526