Shape optimization of notched parts for maximum fatigue life
Maksimum yorulma ömrü için çentikli parçaların şekil eniyilemesi
- Tez No: 459394
- Danışmanlar: PROF. DR. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bu tezde çalışmasında, aynı fazdaki ve farklı fazdaki çok eksenli yük durumları için, çentikli parçaların yorulma ömrünü arttırmak amacıyla şekil eniyileme yöntemi uygulanmıştır. Parçaların yorulma ömrünü tahmin etmek amacıyla, iki farklı kritik-düzlem yorulma değerlendirme modeli, Smith-Watson-Topper (SWT) ve Fatemi-Socie (FS) modelleri kullanılmıştır. İki farklı çentik içeren geometri, yuvarlatma ve oluk, düşünülmüştür. Tekrarlı yüklere maruz makine parçalarının uzun yorulma ömürleri için tasarlandığı düşünülerek, çentik bölgesinde önemli bir plastik deformasyon olmadığı varsayılmıştır. Bu nedenle, parçanın lineer elastik bir davranışta olduğu kabul edilmiştir. Parçaların yapısal analizini gerçekleştirmek, SWT ve FS modelleriyle yorulma ömrünü belirlemek ve eniyileme gerçekleştirmek için ANSYS Parametrik Tasarım Dili programında kodlar geliştirilmiştir. Literatürde dairesel çentikler için rapor edilmiş deneysel sonuçlar ile tahmini sonuçlar karşılaştırılarak, belirli tipteki çentikler için modellerin geçerliliği araştırılmıştır. Sonuçlar genellikle kabul edilebilir limit aralığındadır. Çentiğin sınır çizgisi, eğriden geçen anahtar noktaları ile tanımlanmıştır ve anahtar noktalarının konumları eniyileme değişkenleri olarak seçilmiştir. Azaltılması amaçlanan gaye fonksiyonu SWT ya da FS hasar parametresi olarak seçilmiştir ve hasar parametreleri yorulma ömrüyle ters orantılıdır. Değiştirilmiş bir tavlama simulasyonu algoritması kullanarak, burulma, eğme ve eksenel yüklemelerin değişik kombinasyonlarından oluşan yüklemelere maruz kalan çentikli şaftlar için ideal çentik şekilleri elde edilmiştir. Dairesel çentiklerle kıyaslandığında, ideal çentik şekilleri için yorulma ömürlerinde önemli ölçüde gelişmeler elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The objective of the thesis study is to develop a shape optimization procedure to maximize fatigue life of notched components under in-phase or out-of-phase multiaxial loading conditions. Two critical-plane fatigue assessment models, Smith-Watson-Topper (SWT) and Fatemi-Socie (FS), are used to estimate the fatigue life of the parts. Two different notch geometry, fillet and groove, is considered. Considering that typical machine components under fluctuating loads are designed to endure long fatigue lives, no significant plastic deformation is expected to occur at the notch. Accordingly, the part is assumed to be linear elastic. Using ANSYS Parametric Design Language, codes are developed to carry out structural analysis of the parts, evaluate the fatigue life according to SWT and FS models, and optimize the notch shapes. First, the validity of the models for the particular notch geometries is investigated by comparing their predictions with the experimental results reported in the literature for circular notches. The results are generally accurate within acceptable limits. The boundary line of the notch is defined by spline curves passing through key points and the positions of the key points are selected as optimization variables. The objective function to be minimized is chosen as the SWT or FS damage parameter, which is inversely proportional to fatigue life. Using a modified simulated annealing algorithm, optimum notch shapes are obtained for notched shafts subjected to different combinations of torsional, bending, and axial loadings. Significant improvements are observed in fatigue life with the optimum notch shapes in comparison to circular notches.
Benzer Tezler
- Yağmur suyu ızgaralarının hidrolik verimliliğinin makine öğrenmesi yöntemleriyle modellenmesi
Modeling of hydraulic efficiency of storm water grate inlets by machine learning methods
KAYHAN BAYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGER
- Bant çentik anahtarlamalı ultra geniş bant anten tasarımı ve prototiplenmesi
Design and prototyping of switchable band-notched ultra-wideband antenna
MEHMET YERLİKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDURRAHİM TOKTAŞ
- Polipropilen malzemelerde mekanik özellikler ve geometrik boyutlandırma için proses parametrelerinin deney tasarımı, duyarlılık analizleri, istatistiksel analizi ve optimizasyonu
Design of experiments, sensitivity analysis, statistical analysis and optimization of process parameters for mechanical properties and geometric dimensioning in polypropylene materials
YASİN BALLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ ALTAY
- Modification of polysulfones by ring opening polymerization processes
Halka açılması polimerizasyonu prosesiyle polisülfonlar?ın modifikasyonu
ŞAHİN ATEŞ
- Shape optimization of notched mechanical members to reduce stress concentration
Çentikli mekanik elemanların gerilme konsantrasyonlarını azaltmak için şekil optimizasyonu
UFUK ÇİLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ