Topology optimization of non-linear elastic microstructures
Doğrusal olmayan elastik mikroyapıların topoloji optimizasyonu
- Tez No: 822385
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İZZET ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Topoloji optimizasyonu (TO), havacılık ve uzay mühendisliğinden inşaat mühendisliğine kadar geniş bir yelpazede mühendislik disiplinlerinde kullanılmaktadır. Topoloji optimizasyonunun çok kullanışlı olduğu bir diğer alan da, negatif Poisson oranı ve negatif manyetik geçirgenlik gibi belirli makroskopik özellikler sağlayan mikroyapıların tasarımıdır. Bu tezde, doğrusal olmayan homojenleştirme için yakın zamanda önerilen bir yönteme dayalı olarak, doğrusal olmayan elastik mikroyapıların topoloji optimizasyonu için bir çerçeve oluşturuldu ve Julia programlama dili kullanılarak bir bilgisayar programı geliştirildi. Periyodik sınır koşullarına sahip iki boyutlu bir birim hücre, düzlem gerinim ve neo-Hookean elastik malzeme davranışı gösterdiği varsayımıyla analizde kullanılmıştır. Ortaya çıkan ortotropik mikroyapının simetri özelliklerinden yararlanılarak, çözüm alanının indirgenebileceği ve orijinal ayrıklaştırmanın yarısının optimizasyon görevini gerçekleştirmek için yeterli olduğu gösterilmiştir. Geliştirilen bilgisayar programından elde edilen topolojiler, doğrusal ve doğrusal olmayan davranışların karşılaştırması, çözüm alanının indirgenmesi yoluyla elde edilen hesaplama kazancı, sonuçların doğruluğunu gösteren tek eksenli deneyler ile beraber sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Topology optimization (TO) is used in a broad spectrum of engineering disciplines ranging from aerospace to civil engineering. A particular sub-field where topology optimization has been very instrumental is the design of microstructures that yield specific macroscopic properties, such as negative Poisson's ratio and negative magnetic permeability. In this thesis, based on a recently proposed method for nonlinear homogenization, a framework for topology optimization of nonlinear elastic microstructures is developed and implemented as a computer program using the Julia programming language. Following a plane strain formulation, a two-dimensional unit cell with periodic boundary conditions is used in combination with a neo-Hookean elastic material response. By exploiting the symmetry properties of the resulting orthotropic microstructure, it is shown that the computational domain can be reduced, and half of the original discretization is sufficient to carry out the optimization task. The obtained topologies from the developed computer program, the linear and nonlinear response comparison, and the computational gain achieved through domain reduction are presented along with the experiments on proof-of-concept type uni-axial tests.
Benzer Tezler
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Critical evaluation of variables, models, performance measures and methods for shape optimal design
Tasarımda biçim optimizasyonu için değişken, model, performans ölçütleri ve metotların eleştirisel değerlendirilmesi
MEHMET NAZİF PARKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KERİM KAR
- Homogenization of additively manufactured polymeric foams with spherical cells
Katmanlı üretimle üretilen küresel hücre yapılı polimerik köpüklerin homojenleştirilmesi
HAMED ZEINALABEDINI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Optimization of structures in the frequency domain
Yapıların frekans uzayında optimizasyonu
ALİYYE KARA
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
PROF. DR. İBRAHİM EKSİN
- Li-iyon batarya modelinin en uygunlaştırılması ve batarya bozunumunun incelenmesine katkılar
Contributions to optimization of Li-ion battery models and analysis of battery degradation
HAKAN İNCESU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ