Üç Boyutlu Konsol Kirişlerde Topoloji Optimizasyonu Uygulamaları
Abstract
Sayısal tabanlı yapısal topoloji optimizasyonu problemlerinin üstesinden gelebilmek için malzemenin en etkili şekilde kullanımını gözeterek geliştirilen evrimsel yapı optimizasyonu (ESO) yönteminde mevcut ve hedeflenen koşullar dâhilinde yapı davranışına etki eden birçok kıstas dikkate alınmakta ve nihayetinde yapı içerisindeki gerilmelerin düzgün dağılımı sağlanarak en uygun yani düşük değerde ağırlığa ve yüksek değerde rijitliğe sahip yapılara ulaşılmaktadır. Yapı tasarımlarını geliştirme ve en uygun hale getirme yönünden nispeten yeni bir tasarım aracı olan ESO, başlangıç tasarım alanındaki elemanların bir döngü içerisinde kademeli olarak kaldırıldığı buluşsal bir yöntemdir. Uygun bir tasarım elde edilene ya da istenilen belirli bir hacme ulaşılana dek bu işlemler devam ettirilmekte ve süreç sonunda elde edilen tasarımın uygulanabilirliği irdelenerek nihai karar verilmektedir. Bu yöntem, esasında basit bir temel üzerine oturtulmuş olmasına rağmen takip eden yıllarda farklı araştırmacılar tarafından yapılan katkılarla akademik başarı bir hayli yükseltilmiştir. Bu çalışma kapsamında boyut ve şekil optimizasyonu yöntemlerine kıyasla kullanım alanı daha geniş olan topoloji optimizasyonu temelindeki ESO yöntemi ile üç boyutlu konsol kirişler üzerinde çeşitli uygulamalar yapılmış ve elde edilen tasarımların çubuk analojisi yöntemine uyarlanabilirliği irdelenmiştir.
Keywords
References
- [1] Zhou, M., Pagaldipti, N., Thomas, H.L., Shyy, Y.K., “An integrated approach to topology, sizing, and shape optimization” Structural and Multidisciplinary Optimization 26(5) 308–317, 2004. [2] Chu, D.N., Xie, Y.M., Hira, A., Steven, G.P., “On various aspects of evolutionary structural optimization for problems with stiffness constraints” Finite Elements in Analysis and Design 24(4) 197–212, 1997. [3] Li, Q., Steven, G.P., Xie, Y.M., “Displacement minimization of thermoelastic structures by evolutionary thickness design” Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 179(3–4) 361–378, 1999. [4] Guan, H., Chen, Y.J., Loo, Y.C., Xie, Y.M., Steven, G.P., “Bridge topology optimisation with stress, displacement and frequency constraints” Computers and Structures 81(3) 131–145, 2003. [5] Özkal, F.M., “Evrimsel Yapı Optimizasyonu ile Kirişlerde En Uygun Tasarımın Belirlenmesi” Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, Türkiye, 2006. [6] Ersoy, U., Özcebe, G., “Betonarme” Evrim Yayınevi, 2001. [7] Kömür, M., “Betonarme kirişlerin kafes kiriş analojisinde fuzzy mantığı yaklaşımı” Y.Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, Türkiye, 1996. [8] Tanskanen, P., “The evolutionary structural optimization method: Theoretical aspects” Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 191(47–48) 5485–5498, 2002. [9] Bendsøe, M.P., Kikuchi, N., “Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method” Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 71(2) 197–224, 1988. [10] Xie, Y.M., Steven, G.P., “Evolutionary Structural Optimization” Springer-Verlag, 1997. [11] Xie, Y.M., Steven, G.P., “A simple evolutionary procedure for structural optimization” Computers and Structures 49(5) 885–896, 1993. [12] Hinton, E., Sienz, J., “Fully stressed topological design of structures using an evolutionary