Topoloji optimizasyonunun düzlemsel makine parçaları tasarımına uygulanması

Topoloji optimizasyon yöntemi olarak adlandırılan, uygulamalı matematiğin yeni bir alanı son yirmi yıldır endüstriel ve bilimsel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yöntem, Sonlu Eleman (SE) programlarında uzun çözüm süresi gerektirmektedir. Özel topoloji optimizasyon programları mevcut olmasına rağmen yüksek fiyatları nedeni ile tercih edilmemektedirler. Yapıların analizi için birçok nümerik Sonlu Eleman Metoduna (SEM) dayalı paket programları mevcuttur. Tasarım esnasında makine parçalarının topolojisinin optimize edilebilmesi için, ticari bir SE programı ile kullanılmak üzere bir makro geliştirmenin çok yararlı olacağı düşünülmüştür.Literatürde topoloji optimizasyonu için bazı yöntemler ileri sürülmüştür. Bu çalışmada bu yöntemler araştırılmıştır. Topoloji optimizasyonun ana fikri tekrarlanan bir işlem içerisinde düşük gerilime sahip malzemenin yapıdan çıkarılmasıdır. Eleman Silme Metodu (ESM) da bu fikre dayanmaktadır. Bu çalışmada ESM'nun uygulanması için ticari bir SE programı olan Ansys'de algoritma geliştirilmiştir.Geliştirilen bu algoritmanın sonuçları yayınlanan bazı sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca bu algoritmanın sonuçlarıyla Ansys'in topoloji optimizasyon aracının sonuçları da karşılaştırılmıştır. Tüm karşılaştırmalar tatmin edici sonuçlar vermiştir. Geliştirilen algoritma topology optimizasyonunun uzun çözüm süresi dezavantıjını geride bırakmıştır. Yüksek eleman sayılı parçaların optimizasyonu için gerekli zaman %90'a kadar düşürülmüştür.