Tez detayları

Applying topology optimization to 3D machine parts under static and fatigue loading = Topoloji optimizasyonunun statik ve yorulma yükleri altındaki 3B makine elemanlarına uygulanması

Yazarlar:

Göv, İbrahim

Yayıncı:

Gaziantep Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Doktora (Phd)

Yayın Tarihi:

12/2013

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000070303

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

Topology optimization of 3D parts under the effect of static and fatigue loading is studied in this thesis. Element removal method (ERM) is used to apply topology optimization (TO). Basic idea of ERM is removal of less effective elements from the design domain. The idea is applied for static and fatigue design of 2D and 3D parts to create algorithm of ERM. TO is a powerful method to obtain initial design geometry especially for aerospace and automotive industries where tradeoff between weight and strength of the parts are critical. Main drawbacks of the method such as longer process times and requirement of complicated software are eliminated with the present study. The use of ERM yielded minimized optimization times. A graphical user interface is developed for the algorithm considering ease of use of third parties. Different cases are selected to validate the algorithm which includes optimization of 3D parts subjected to static loading and optimization of 2D and 3D parts subjected to fatigue loading. In static cases, solution times, stress and deformation results of ERM and ANSYS are compared. In the fatigue cases, safety factor results of some optimized models are determined by using ERM and ANSYS then the results are compared. Some parts, which are already used in industrial applications, are optimized and their results are compared with original models. In experimental studies, fatigue tests are performed. A test stand is designed and constructed for the tests. Satisfactory agreements are observed for these verifications.

Bu tezde statik ve yorulma yükleri etkisindeki 3B parçaların topoloji optimizasyonu çalışılmıştır. Topoloji optimizasyonunun uygulanmasında eleman silme yöntemi (ESY) kullanılmıştır. ESY'nin ana fikri daha az etkili elemanların tasarım alanından silinmesidir. Bu fikir, ESY'nin oluşturulması için 2B ve 3B parçaların statik ve yorulma tasarımlarına uygulanmıştır.Topoloji optimizasyonu, ağırlık ve mukavemet dengesinin kritik olduğu özellikle uzay ve otomotiv endüstrisinde ilk tasarım geometrisini elde etmek için etkili bir yöntemdir. Yöntemin, uzun işlem süreleri ve karmaşık yazılım gereksinimleri gibi temel dezavantajları bu çalışma ile giderilmiştir. ESY'nin kullanılması optimizasyon sürelerinin azalmasını sağladı. Algoritmanın üçüncü şahıslar tarafından kullanım kolaylığı dikkate alınarak görsel kullanıcı arayüzü geliştirildi.Geliştirilen algoritmanın doğrulanması için statik yüke maruz kalmış 3B parçaların optimizasyonunu ve yorulma yüküne maruz kalmış 2B ve 3B parçaların optimizasyonunu içeren farklı problemler seçildi. Statik problemlerde, ESY'nin ve ANSYS'in çözüm süreleri, gerilim ve gerinim sonuçları kıyaslandı. Yorulma problemlerinde, bazı optimize edilmiş modellerin ESY ve ANSYS kullanılarak hesaplanan güvenlik katsayıları kıyaslandı. Endüstriyel uygulamalarda hali hazırda kullanılan bazı parçalar optimize edildi ve bunların sonuçları orijinal modellerle kıyaslandı. Deneysel çalışmalarda yorulma testleri gerçekleştirildi. Bu testler için bir test cihazı tasarlandı ve yapıldı. Yapılan bu doğrulamalarda tatmin edici uyuşma gözlemlendi.

Tez detayları

Applying topology optimization to 3D machine parts under static and fatigue loading = Topoloji optimizasyonunun statik ve yorulma yükleri altındaki 3B makine elemanlarına uygulanması

Yazarlar: Göv, İbrahim

Yayıncı: Gaziantep Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Doktora (Phd)

Yayın Tarihi: 12/2013

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000070303