Topoloji optimizasyonunun statik ve yorulma yükleri altındaki 3B makine elemanlarına uygulanması

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.