EN
TR
Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi
Öz
Bu çalışma, sürekli transport sistemlerinden bantlı konveyörlerde, silindirleri şasiye bağlayan bir braketi, yakın yapısal mukavemet değerlerinde, daha hafif ve daha ekonomik bir yapıda tekrar tasarlamayı ve bu tasarım sürecini sistematik bir yaklaşımla sunmayı amaçlamaktadır. Sahada kullanılan, ticari bir braket parçasının halihazırdaki tasarımı ele alınarak üç boyutlu katı model yaratılmıştır. Katı modele etkiyen yükler analitik yöntemlerle hesaplanmıştır. Analiz için sınır koşulları tanımlanmış ve sonlu elemanlar metodu ile statik analizler gerçekleştirilmiştir. Ardından Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) yaklaşımı kullanılarak yoğunluk tabanlı topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon süreci sırasında, yeni bir tasarım elde etmek için yapısal olarak kritik olmayan alanlardan malzeme çıkarılmış ve daha sonra aynı yükleme koşulları altında; model yeniden analiz edilmiştir. Sonuçlar, en büyük toplam deformasyonda %18 oranında bir artış ve von-Mises gerilmesinde ihmal edilebilir bir artış göstermiştir. Bu artışlara rağmen, yapının mukavemeti korunurken, toplam kütlede yaklaşık %35 oranında azalmıştır. Genel olarak, bu çalışma transport sistemlerinde kullanılan yapısal elemanlar için bir topoloji optimizasyonu prosesi önermekte ve üretilebilirlik ve performansı dengeleyerek yeni bir tasarım metodolojisi sunmaktadır.
Anahtar Kelimeler
Destekleyen Kurum
TUSAŞ - LiftUP++, İTÜ BAP
Proje Numarası
İTÜ BAP: MDKB-2025-47274, TUSAŞ LIFT UP ++
Etik Beyan
Bu çalışmada araştırma ve yayın etiğine uyulmuştur.
Teşekkür
Bu çalışma İstanbul Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimince Desteklenmiştir. Proje Numarası: MDKB-2025-47274. M. Raşit Karakoca, LIFT UP++ Sanayi Odaklı Doktora Araştırma Programı kapsamında Türk Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş. (TUSAŞ) tarafından desteklenmektedir.
Kaynakça
- [1] R.M. Bosse, L. Silvestro, G. de M.S. Gidrão, T.L.P. Ortolan, P.M. Borges, J.J. de O. Andrade, Reliability and durability assessment of recycled aggregate concrete under chloride ingress: Design optimization and service life implications, Case Studies in Construction Materials 21 (2024) e04045. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e04045.
- [2] L. Zhao, G. Liu, Optimization of the catalyst service life based on the coupling of reactor and heat exchanger network, Chem. Eng. Sci. 259 (2022) 117822. https://doi.org/10.1016/j.ces.2022.117822.
- [3] M.R. Karakoca, A.E. Erdoğdu, Design of Triaxial Impact Wear Tester: Finite Element Simulation for Performance Analysis of AA6061-T6 Alloy, Tribology in Industry 47 (2025) 705–717. https://doi.org/10.24874/ti.1979.07.25.09.
- [4] S.H. Hong, S. Bin Choi, M.Y. Jang, S.J. Kim, Integrated topology and power distribution optimization for the shipboard hybrid energy storage system via genetic algorithms and dynamic programming, Ocean Engineering 339 (2025). https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2025.122095.
- [5] B. Li, S.S. Nanthakumar, Y. Pennec, B. Djafari-Rouhani, X. Zhuang, Topology optimization of phoxonic crystals for maximizing dual bandgaps using GA-SIMP method, Int. J. Mech. Sci. 300 (2025) 110359. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2025.110359.
- [6] Z. Lei, Z. Deng, Y. Liang, G. Chen, R. Li, D. Yang, Hybrid method of SIMP and SAIP for reliability-based topology optimization considering strength failure under load uncertainty, Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 441 (2025). https://doi.org/10.1016/j.cma.2025.117975.
- [7] M.N. Nguyen, N. Nguyen-Thanh, S. Chen, T.Q. Bui, Multi-material topology optimization of thermoelastic structures by an ordered SIMP-based phase field model, Computers and Mathematics with Applications 186 (2025) 84–100. https://doi.org/10.1016/j.camwa.2025.03.005.
- [8] T. Zuo, H. Han, Q. Wang, Q. Zhao, Z. Liu, An explicit topology and thickness control approach in SIMP-based topology optimization, Comput. Struct. 307 (2025). https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2024.107631.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Makine Mühendisliğinde Optimizasyon Teknikleri, Makine Mühendisliğinde Sayısal Yöntemler, Makine Tasarımı ve Makine Elemanları
Bölüm
Araştırma Makalesi
Erken Görünüm Tarihi
11 Haziran 2026
Yayımlanma Tarihi
-
Gönderilme Tarihi
7 Ocak 2026
Kabul Tarihi
10 Mart 2026
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Sayı: Advanced Online Publication
APA
Karakoca, M. R., Candaş, A., & İmrak, C. E. (2026). Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Advanced Online Publication. https://doi.org/10.29109/gujsc.1858575
AMA
1.Karakoca MR, Candaş A, İmrak CE. Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi. GUJS Part C. 2026;(Advanced Online Publication). doi:10.29109/gujsc.1858575
Chicago
Karakoca, Muhammed Raşit, Adem Candaş, ve Cevat Erdem İmrak. 2026. “Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi”. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, sy Advanced Online Publication. https://doi.org/10.29109/gujsc.1858575.
EndNote
Karakoca MR, Candaş A, İmrak CE (01 Haziran 2026) Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji Advanced Online Publication
IEEE
[1]M. R. Karakoca, A. Candaş, ve C. E. İmrak, “Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi”, GUJS Part C, sy Advanced Online Publication, Haz. 2026, doi: 10.29109/gujsc.1858575.
ISNAD
Karakoca, Muhammed Raşit - Candaş, Adem - İmrak, Cevat Erdem. “Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi”. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. Advanced Online Publication (01 Haziran 2026). https://doi.org/10.29109/gujsc.1858575.
JAMA
1.Karakoca MR, Candaş A, İmrak CE. Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi. GUJS Part C. 2026. doi:10.29109/gujsc.1858575.
MLA
Karakoca, Muhammed Raşit, vd. “Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi”. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, sy Advanced Online Publication, Haziran 2026, doi:10.29109/gujsc.1858575.
Vancouver
1.Muhammed Raşit Karakoca, Adem Candaş, Cevat Erdem İmrak. Topoloji Optimizasyonu ile Bantlı Konveyör Braketinin Yapısal Analizi ve Tasarım Geliştirilmesi. GUJS Part C. 01 Haziran 2026;(Advanced Online Publication). doi:10.29109/gujsc.1858575
