Kafes sistemlerin enerji minimizasyonu ile sonlu elemanlar analizi için bir Python kütüphanesi geliştirilmesi

Yapısal mühendislik alanında, kafes sistemlerinin analizi ve davranışının anlaşılması büyük öneme sahiptir. Bu sistemler, düğüm noktalarını birbirine bağlayan çubuklarla oluşturulur ve inşaat, havacılık ve makine mühendisliği gibi birçok alanda kullanılır. Optimize edilmiş ve verimli yapı tasarımlarına olan talep arttıkça, kafes sistemlerinin doğru bir şekilde modelleyebilen ve analiz edebilen güçlü hesaplamalı araçlara olan ihtiyaç da artmaktadır. Sonlu Elemanlar Metodu (SEM), karmaşık sistemlerin davranışını anlamak ve öngörmek için kullanılan bir hesaplamalı araç olarak öne çıkmaktadır. SEM, yapıları daha küçük ve yönetilebilir elemanlara bölerek mühendislerin farklı yükler ve sınır koşulları altında bir sistemin tepkisini analiz etme imkânı sağlarlar. Ancak SEM, taşıyıcı sistemde eksik mesnet tepkileri (dış instabilite) durumunda analizi tamamlamakta yetersizdir. Bu tür problemleri çözmek için yenilikçi bir enerji minimizasyonu yönteminden faydalanılır. Bu yöntem, doğadaki minimum enerji kuralını temel alır ve sistemin enerjinin minimum olduğu bir konumu arar. Kinematik stabilitesi olmayan sistemler için enerji minimizasyonu yöntemi, minimum enerjiye sahip olacak konumu belirlemeyi amaçlar. Bu yüksek lisans tezinde, kafes sistemlerinin Sonlu Eleman Analizi ile enerji minimizasyonu tekniklerini entegre eden yeni bir Python kütüphanesi tanıtılmaktadır. Önerilen kütüphane, mühendislere erişilebilir ve çok yönlü bir araç sunmanın yanı sıra, kafes yapılarının tasarımını ve performansını optimize etmek için enerji minimizasyon prensiplerini içerir. Ek olarak metasezgisel ve metasezgisel olmayan algoritmalara da küçük bir giriş sunarak analiz için doğru yöntemin aranması konusunda tartışmalar içerir.