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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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
Yazarlar
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
