Piramit birim hücreye sahip kafes yapı çekirdekli sandviç yapıların eğilme yükü altında yapay sinir ağı ile boyutsal tasarım parametrelerinin belirlenmesi

Bu tez, piramit kafes kiriş çekirdekli sandviçlerin boyutsal tasarım parametrelerinin eğilme davranışı üzerindeki etkisini yapay sinir ağları (YSA) kullanarak araştırmaktadır. Piramit kafes kiriş çekirdekli sandviçler, yüksek özgül mukavemet ve rijitlikleri ile bilinen, havacılık ve makine mühendisliği uygulamaları için ideal olan ileri yapısal malzemelerdir. Bu çalışma, bu yapıların eğilme yükleri altındaki mekanik tepkisini tahmin etmek için bir YSA geliştirmeyi ve böylece bileşen analiz süresini azaltmayı amaçlamaktadır. Araştırma, öncelikle eklemeli imalat teknikleri, özellikle füzyon biriktirme modelleme (FDM) kullanılarak piramit kafes kiriş çekirdekli sandviçlerin üretimi ile başlar. Çekirdekler, mil karbon fiberlerle güçlendirilmiş polilaktik asit (PLA) malzemesinden yapılmıştır. Üretilen yapıların deformasyon davranışı, ASTM D7250 standartlarına göre gerçekleştirilen dört noktalı eğilme testleri ile deneysel olarak değerlendirilmiştir. Eğilme testlerini simüle etmek için lineer statik bir sonlu eleman (FE) modeli geliştirilmiş ve deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır. Doğrulanan FE modeli, farklı geometrik parametrelerin yapısal davranış üzerindeki etkisini yansıtan kapsamlı bir veri tabanı oluşturmak için kullanılmıştır. Daha sonra, bu veri tabanını kullanarak piramit kafes kiriş çekirdekli sandviçlerin mekanik tepkisini tahmin etmek için bir YSA eğitilmiştir. YSA algoritması, sandviç yüksekliği, çubuk çapı, yüzey tabakası kalınlığı, eğim açısı ve birim hücre sayısı gibi boyutsal tasarım parametrelerini girdi olarak alır ve tepki kuvvetleri ile maksimum gerilme bileşenlerini çıktı olarak sağlar. Makine öğreniminin entegrasyonu, hızlı ve doğru tahminler yapılmasını sağlayarak tasarım ve optimizasyon sürecini önemli ölçüde iyileştirir. Sonuçlar, YSA'nın piramit kafes kiriş çekirdekli sandviçlerin eğilme yükleri altındaki mekanik performansını etkili bir şekilde tahmin edebildiğini ve tasarım ve analiz süresinde önemli bir azalma sağladığını göstermektedir. Bu araştırma, malzeme özellikleri, geometrik tasarım ve mekanik performans arasındaki etkileşimin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunarak, bu yenilikçi kompozit yapıların mühendislik bağlamında optimal tasarımı ve uygulanmasını kolaylaştırır. Anahtar Kelimeler: Piramit kafes kiriş çekirdek, sandviç yapı, eklemeli imalat, dört noktalı eğilme testi, sonlu eleman analizi, yapay sinir ağı.