Endüstriyel tasarımda topoloji optimizasyonu ve bir uygulama
Topology optimization in industrial desing and an application
- Tez No: 1011854
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALTUĞ, DOÇ. DR. MUSTAFA ALBAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uygulamalı Bilimler ve Teknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılan kaldırma/taşıma aparatı incelenmiştir. Modelin ilk olarak yapısal analizi yapılıp daha sonra topoloji optimizasyonu yöntemi kullanılarak kütlesinin azaltılması hedeflenmiştir. Çalışmanın amacı, yapısal dayanımı ve güvenlik kriterlerini koruyarak malzeme kullanımını en aza indirmektir. Ölçüleri alınan aparatın tüm parçaları SolidWorks 2025 yazılımında katı modellemeleri yapılmıştır. Analizlerinin yapılması için ANSYS Workbench 2021 R2 yazılımına model aktarılmıştır. Belirlenen sınır şartları ve yüklemeler sonucunda analiz sonuçları, maksimum gerilme 118,59 MPa, toplam deformasyon 4,33 mm ve emniyet katsayısı 2,99 olarak hesaplanmıştır. Bu aşamadan sonra kütle azaltmak için hedef belirlenmiştir. Bu hedef doğrultusunda yazılımın önermiş olduğu tasarımlar incelenip, uygun olan tasarım seçilmiştir. Eksik veya bozuk yüzeyler düzeltilmiştir. Elde edilen yeni tasarıma tekrar statik analizler uygulanarak çalışma koşullarını sağlayıp sağlamadığı kontrol edilmiştir. Optimizasyon sonrası analiz sonuçları maksimum gerilme 116,81 MPa, toplam deformasyon 4,52 mm ve güvenlik katsayısı 3,03 olduğu görülmüştür. Topoloji optimizasyonu sonucunda elde edilen model ile başlangıçtaki modelin analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Analiz sonuçları incelendiğinde toplam deformasyonda sınırlı bir artış olsa da maksimum gerilme değerinde de sınırlı bir azalma olduğu görülmüştür. Analizler sonucunda güvenlik katsayısı da göz önünde bulundurularak, modelin yük taşıma kapasitesinin olumsuz yönde etkilenmediği görülmüştür. Çalışmanın analiz sonuçları ile literatürdeki benzer optimizasyon çalışmaları sonuçları karşılaştırıldığında, güvenlik katsayısına göre modelin yapısal açıdan kabul edilebilir sınırlar içinde kaldığı görülmüştür. Sonuç olarak bu çalışmada topoloji optimizasyonu ile daha hafif ve yapısal performansı korunmuş yeni bir tasarım elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study examines a lifting/handling apparatus commonly used in industrial settings. The model was first subjected to structural analysis, followed by topology optimization to reduce its mass. The aim of the study is to minimize material usage while maintaining structural strength and safety criteria. All parts of the apparatus whose dimensions were measured were solid modeled in SolidWorks 2025 software. The model was transferred to ANSYS Workbench 2021 R2 software for analysis. As a result of the specified boundary conditions and loads, the analysis results were calculated as maximum stress 118.59 MPa, total deformation 4.33 mm, and safety factor 2.99. After this stage, a target was set to reduce mass. Designs suggested by the software were examined in line with this target, and the appropriate design was selected. Missing or broken surfaces were corrected. Static analyses were reapplied to the new design to verify whether it met the working conditions. The analysis results after optimization showed a maximum stress of 116.81 MPa, total deformation of 4.52 mm, and a safety factor of 3.03. The analysis results of the model obtained from topology optimization were compared with those of the initial model. When the analysis results are examined, it is seen that although there is a limited increase in total deformation, there is also a limited decrease in the maximum stress value. Considering the safety factor in the analysis results, it is seen that the load-bearing capacity of the model is not negatively affected. When the analysis results of this study are compared with the results of similar optimization studies in the literature, it is seen that the model remains within structurally acceptable limits according to the safety factor. As a result, this study has achieved a new design that is lighter and maintains structural performance through topology optimization.
Benzer Tezler
- Radyal ve eksenel akılı değişken relüktanslı konum-hız çözücülerinin tasarımı, optimizasyonu ve deneysel olarak doğrulanması
Design, optimization, and experimental validation of radial and axial flux variable reluctance position-speed resolvers
MURAT ÖNSAL
Doktora
Türkçe
2025
Mekatronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN AYDIN
- Design of additively manufactured hybrid structural brackets via topology optimization
Topoloji optimizasyonu ile eklemeli imalata uygun hibrit yapısal braketlerin tasarımı
CENGİZ KÖSEOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Development and validation of an integrated thermomechanical process simulation framework for laser beam powder bed fusion additive manufacturing
Lazer ışınlı toz yataklı füzyon eklemeli imalatı için entegre bir termo-mekanik proses sımülasyon süreçlerinin geliştirilmesi ve doğrulanması
SINA KHALILVANDI BEHROUZYAR
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KOÇ
- Kelebek vana tasarımında yapısal optimizasyon ve alternatif malzeme kullanımının değerlendirilmesi
Structural optimization and evaluation of alternative material usage in butterfly valve design
METİN KARAASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Conceptual power conversion architecture for unmanned aerial vehicles utilizing BLDC motor as both starter and generator
BLDC motorun hem marş motoru hem de jeneratör olarak kullanıldığı insansız hava araçları için kavramsal güç dönüşüm mimarisi
EMEL TİMURKAYNAK SOLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE