Darbe yükü aktında sürekli yapıların şekil optimizasyonu

İnşaat mühendisliğindeki yapıların çoğu genellikle sadece statik yük, rüzgar yükü, deprem yükü ve taşıt yükü için tasarlanmıştır, ancak son zamanlarda bazı yapıların hem dinamik (darbe) yüklere hem de statik yüklere dayanacak şekilde tasarlanması gerektiğine dair bir farkındalık oluştu. Özellikle artan terörist faaliyetlerinden sonra bu ilgi daha da artmıştır. Birçok araştırmacı ve mühendis, yapıların darbe yükü altındaki davranışları üzerinde çalışmakta ve yapıları farklı yollarla iyileştirmeye çalışmaktadır. Darbe yükü altındaki yapının davranışı ve optimum şeklinin incelenmesi, sadece otomobil elemanları, askeri sektör gibi yapıları ve diğer mekanik tasarımlar için değil birçok tasarım için önemlidir, çünkü optimizasyon şekli yapının ağırlığını azaltmak anlamına gelir. Bu araştırma, düşük darbe yüklemesi altında evrimsel yapısal optimizasyon (ESO) kullanılarak yapıların darbe yükü altındaki gerilme hızının belirlenmesi ve optimizasyonu ile ilgilenmektedir. Araştırmada malzeme özelliklerinin ve darbe hızının gerilme hızı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Açık zaman entegrasyonunun ve zaman adımının (minimum zaman adımı (∆tmin) ve maksimum zaman adımı (∆tmax) belirlenmesi de incelenmiştir. Bu çalışmanın amacı, yapıya uygun optimizasyon şeklinin belirlenmesi ile darbe yükü altındaki yapıların iyileştirilmesidir. Yapılar makro program ile ANSYS-APDL/LS-DYNA KODU'nda belirli bir boyuta göre modellenmiştir. Çalışmada ana yapı örneği, sırasıyla uzunluk, kalınlık ve genişlik için (2000*500*200) mm boyutlarında kiriş alınmıştır. Farklı çarpma yükü ve mesnet şekline göre programlar darbe yükü altındaki yapının optimizasyon şeklinin analizi ve belirlenmesi için yazılmış ve modellenmiştir. Malzeme özelliklerinin yapının (kiriş) darbe yükü altındaki davranışı üzerindeki etkisini bulmak için darbe yükü altındaki kirişi farklı özellikler için analiz edilmiştir. Darbe yükü altında farklı yapılar (kiriş, konsol kiriş, döşeme ve konsol döşeme) için optimizasyon şeklinin belirlenmesi, ardından yapıların gerçek şekil ve optimizasyon şekli için hacmini, maksimum gerilmesini ve minimum gerilmesini bulma ve sonuçları her iki durum için karşılaştırma yapılmıştır.