Geri Dön

Topology optimization of non-linear elastic microstructures

Doğrusal olmayan elastik mikroyapıların topoloji optimizasyonu

  1. Tez No: 822385
  2. Yazar: MURAT GÜVEN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İZZET ÖZDEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2021

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    PROF. DR. FABRIZIO SCARPA

  2. 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

    İngilizce

    2003

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KERİM KAR

  3. Homogenization of additively manufactured polymeric foams with spherical cells

    Katmanlı üretimle üretilen küresel hücre yapılı polimerik köpüklerin homojenleştirilmesi

    HAMED ZEINALABEDINI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  4. Optimization of structures in the frequency domain

    Yapıların frekans uzayında optimizasyonu

    ALİYYE KARA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUĞAN

    PROF. DR. İBRAHİM EKSİN

  5. 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

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ