Topography optimization of cylindrical shells with cutouts for maximum buckling strength
Azami burkulma direnci için silindirik delikli kabuk yapılarda topoğrafya eniyilemesi
- Tez No: 539223
- Danışmanlar: PROF. DR. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Sıkıştırma durumunda kabuk yapılarda eğer delik varsa, sıkıştırma altındaki burkulma mukavemeti önemli ölçüde düşer. Bunu telafi etmek için, bu yapılar takviye elemanları ile güçlendirilir. Bu tezde amaçlanan, ağırlık artışı olmaksızın burkulma yükü kapasitesini en üst düzeye çıkarmak için iki kare delikli silindirik bir kabuk üzerinde takviye elemanlarının geometrisini ve yerini optimize etmektir. Yapının burkulma yükünü hesaplayabilmek için sonlu elemanlar modeli geliştirilmiştir. Modelin doğrusal olmayan analiz sonuçları ile literatürde bildirilen sayısal ve deney sonuçları karşılaştırılmış ve iyi düzeyde bir uyum gözlenmiştir. Eniyileme iki seviyede gerçekleştirilmiştir. Birinci seviyede, doğrusal burkulma analizlerine dayanarak kabuk yüzeyi üzerinde en uygun takviye yerlerini elde etmek için topografya eniyilemesi gerçekleştirilmiştir. İkinci seviyede, takviye elemanlarının yükseklikleri ve kabuk kalınlığı, yerel bir arama algoritması olan Nelder-Mead kullanılarak optimize edilmiştir. ANSYS'te doğrusal olmayan burkulma analizleri yapılarak burkulma yük seviyelerini elde etmek, eniyileme çalışmalarını uygulamak ve ANSYS'te analiz yapmak için bir PHYTON kodu geliştirilmiştir. Sonuçlar, maksimum burkulma yükü kapasitesi için takviye elemanlarının, deliklerin ve üst ve alt kenarların yakınındaki bölgelerin etrafına yerleştirilmeleri gerektiğini göstermektedir. Sonuçlar ayrıca, silindirin orta yanal yüzeylerine yerleştirilen takviye elemanlarının burkulma kuvvetine önemli bir katkı sağlamadığını ortaya koymaktadır. Optimize edilmiş kuvvetlendirilmiş geometrinin burkulma yükü, aynı ağırlığa sahip olan kuvvetlendirilmemiş geometrininkinden % 22 daha yüksektir.
Özet (Çeviri)
Buckling strength of shell structures under compression significantly drops if cutouts exist. In order to compensate this, these structures are reinforced with stiffeners. In this thesis, the objective is to optimize stiffener geometry and pattern on a cylindrical shell with two square holes to maximize the buckling load capacity without increase in weight. A finite element models is developed to evaluate the buckling load of the structure. A good correlation is observed between the nonlinear analysis results of the model and the numerical and experimental results reported in the literature. Optimization is achieved in two levels. In the first level, topography optimization is performed to obtain the optimal stiffener pattern over the shell surface based on linear eigenvalue buckling analyses. In the second level, the stiffener heights and shell thickness are optimized using a local search algorithm, Nelder-Mead. Buckling load levels are obtained by carrying out nonlinear buckling analyses in ANSYS. A PHYTON code is developed to implement the optimization method and conduct analyses in ANSYS. The results show that stiffeners need to be introduced around the cutouts and the regions near the top and bottom edges for maximum buckling load capacity. The results also reveal that stiffeners on the mid lateral surfaces of the cylinder do not make considerable contribution to buckling strength. The bucking load of the optimized stiffened geometry is 22% higher than that of the unreinforced geometry having the same weight.
Benzer Tezler
- Üç-boyutlu, biyobozunur/biyobozunur olmayan polimerik taşıyıcıların biyosinyallerle plazma modifikasyonu ve hücre kültür uygulamaları
Plasma modification of 3D, biodegradable/nondegradable polymeric carriers by biosignals and their applications in cell culture
HİLAL TÜRKOĞLU ŞAŞMAZEL
Doktora
Türkçe
2007
BiyokimyaHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Eklemeli imalat yöntemlerinde üretim parametrelerinin ve parça geometrisinin son ürün özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of production parameters and part geometry on the final product properties in additive manufacturing methods
AYSU HANDE YÜCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Optimum current injection strategy for magnetic resonance electrical impedance tomography
Manyetik rezonans elektriksel empedans tomografisi için optimum akım uygulama stratejisi
HALUK ALTUNEL
Doktora
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. B. MURAT EYÜBOĞLU
- Computational models and methods for ultrasound tomography
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN EMRE GÜVEN
Doktora
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNortheastern UniversityPROF. ERIC L. MILLER
PROF. ROBIN O. CLEVELAND
- Hafif ticari araçlarda kullanılan motor traversinin yapısal optimizasyonu
Structural optimization of engine cross members in light commercial vehicles
ÖZGÜN HÖKE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BOZCA