Optimum design of rib-reinforced composite I-beam
Kaburga takviyeli kompozit I-kirişin optimum tasarımı
- Tez No: 691507
- Danışmanlar: PROF. DR. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Bu çalışmanın temel amacı, yapının ağırlığını en aza indirmek ve kirişin üç nokta altında burkulma yükü taşıma kapasitesini en üst düzeye çıkarmak için bir I-kirişin ağı üzerindeki takviye nervürlerinin optimum şekil tasarımı için bir metodoloji geliştirmektir. bükme testi koşulu. Model için düşük yoğunluklu ve yüksek mukavemeti nedeniyle IM7 / 8552 karbon fiber takviyeli kompozit malzeme seçilmiştir. Üç noktalı eğilme altında I-kirişin mekanik davranışını simüle etmek için bir sonlu eleman modeli geliştirilmiştir. Model, öngörüleri deneysel bir çalışmanın sonuçlarıyla karşılaştırılarak doğrulanır. Daha sonra, büyük bir ağa sahip bir I-kiriş düşünülür, böylece en kritik arıza modu, enine kesme yükleri nedeniyle ağ burkulmasıdır. Statik arızayı tahmin etmek için Tsai-Wu kriteri kullanılır. ANSYS Parametrik Tasarım Dili (APDL) kullanılarak, optimizasyon algoritmasını uygulamak ve maksimum burkulma-yük kapasitesini belirlemek için burkulma analizleri yapmak için kodlar geliştirilir. Tasarım değişkenleri, nervürlerin şeklini, boyutunu ve yönünü tanımlayan geometrik parametrelerdir. Kaburgalar için üç farklı konfigürasyon dikkate alınır ve optimizasyon için en iyi nervür konfigürasyonunu seçmek için bir parametrik çalışma yürütülür. Ek olarak, web katmanları için en iyi istifleme sırasını bulmak için başka bir parametrik çalışma yapılır. Kaburgaların optimum şekli ve yönelim açısı, global bir arama algoritması olan değiştirilmiş benzetilmiş tavlama algoritması kullanılarak bulunur. Optimum nervür konfigürasyonu getirilerek I-kirişin yük taşıma kapasitesinde önemli bir gelişme elde edilir, bu da düz ağlı I-kirişe kıyasla kullanım malzemesinde önemsiz derecede küçük bir artışa neden olur.
Özet (Çeviri)
The main goal of this study is to develop a methodology for optimum shape design of reinforcing ribs on the web of an I-beam so as to minimize the weight of the structure and maximize the buckling-load carrying capacity of the beam under three-point bending test condition. IM7/8552 carbon-fiber reinforced composite material is selected for the model because of its high strength with low density. A finite element model is developed to simulate the mechanical behavior of the I-beam under three-point bending. The model is validated by comparing its predictions with the results of an experimental study. Then, an I-beam with a large web is considered so that the most critical failure mode is web-buckling due to transverse shear loads. Tsai-Wu criterion is used to predict static failure. By using ANSYS Parametric Design Language (APDL), codes are developed to implement the optimization algorithm and carry out buckling analyses to determine the maximum buckling-load capacity. The design variables are the geometric parameters defining the shape, size, and orientation of the ribs. Three different configurations are considered for the ribs and a parametric study is conducted to select the best rib configuration for optimization. Additionally, another parametric study is done to find the best stacking sequence for the layers of the web. The optimum shape and orientation angle of the ribs are found using modified simulated annealing algorithm, which is a global search algorithm. A considerable improvement is obtained in load-carrying capacity of the I-beam by introducing the optimum rib configuration, which results in an insignificantly small increase in the use material compared to the I-beam with flat web.
Benzer Tezler
- Büyük hacimli 3 boyutlu yazıcı tasarımı ve eriyik biriktirme yöntemi ile abs polimer matrisli karbon fiber takviyeli kompozitlerin üretim parametrelerinin incelenmesi
Big volume 3 dimensional printer design and investigation of production parameters of abs polymer matrix carbon fiber reinforced composites by fused deposition modeling
EFECAN KARAMAN
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ ÇOLAK
- Modern yol inşaatında geotekstil ve geodrit uygulaması konularında araştırma
A Research on utilization of geotextile and geodrid in modern road construction
İSKENDER MELİH AKSOY
- Influence of rib stiffener design parameters on the noise radiation of an engine block
Kaburga tasarım parametrelerinin motor bloğundan yayılan gürültü üzerine etkileri
ENDER BALCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN
- Destek federli standart kiriş tipi tırnak yapılarında sonlu elemanlar analizi ile optimum tasarımın bulunması
Getting optimum design for rib supported standard beam type snap fit structures by using finite element analysis method
NİLGÜN ANAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN BASRİ ULAŞ