Güçlendirilmiş kompozit panelin çok amaçlı optimizasyonu
Multi-objective optimization of stiffened composite panel
- Tez No: 947104
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LEVENT AYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Uçak Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Optimizasyon, Optimizasyon algoritmaları, Optimizasyon modelleri, Optimizasyon teknikleri, Sonsuz elemanlar yöntemi, Tabakalı kompozit levhalar, Tabakalı kompozitler, Optimization, Optimization algorithms, Optimization models, Optimization techniques, Infinite elements method, Laminated composite plates, Laminated composites
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, havacılık ve uzay yapılarında yaygın olarak kullanılan güçlendirilmiş kompozit kavisli panellerin burkulma dayanımı ve ağırlığı temel alınarak, çok amaçlı mühendislik tasarımı problemi bütüncül ve veri odaklı bir yaklaşımla ele alınmıştır. Yapının hafiflik ve yüksek stabilite gereksinimlerini birlikte karşılayacak optimum panel konfigürasyonlarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, stringer formu ve geometrisine ilişkin yedi tasarım değişkeni içeren geniş tasarım uzayı, D-optimal deney tasarımı ile temsil edilmiş ve 1326 geçerli konfigürasyona ait panel varyantı oluşturulmuştur. Her bir konfigürasyon, ANSYS ortamında doğrusal olmayan sonlu elemanlar analizine tabi tutulmuş; kritik burkulma yükleri, eğrilik etkisi korunarak elde edilmiştir. Analizler, özellikle stringer formu ve yüksekliği gibi parametrelerin burkulma modları üzerinde belirleyici rol oynadığını göstermiştir. Elde edilen analiz verileri üzerinden, panel ağırlığı ve burkulma kapasitesini yüksek doğrulukla tahmin edebilen matematiksel modeller geliştirilmiştir. Bu modellerde veri temsili (etiket/one-hot kodlama), normalizasyon ve veri bölme stratejileri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş; Hibrit Nonlineer Rasyonel (HNR) modeli, doğrusal olmayan ve etkileşimli yapıları yüksek genellenebilirlikle temsil ederek öne çıkmıştır. Modelin kompakt yapısı, optimizasyon algoritmaları ile bütünleşmesini kolaylaştırmıştır. Tanımlanan çok amaçlı optimizasyon problemi kapsamında hem panel ağırlığını minimize etmek hem de burkulma dayanımını maksimize etmek üzere dört farklı stokastik algoritma (DE, SA, RS, NM) ve bu algoritmaların modifiye edilmiş varyantları uygulanmıştır. Diferansiyel Evrim algoritması, çözüm kararlılığı ve yapısal uygunluk açısından en dengeli sonuçları üretmiştir. Çalışmada, bazı algoritmalarda fiziksel geçerliliği olmayan sonuçlara rastlanması, optimizasyon uzayının dikkatli kısıtlanmasının önemini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the buckling resistance and weight of stiffened composite curved panels, which are widely used in aerospace structures, were taken as a basis, and a multi-purpose engineering design problem was addressed with a holistic and data-driven approach. The aim was to determine the optimal panel configurations that would meet the requirements of lightness and high stability of the structure. To this end, a broad design space encompassing seven design variables related to the stringer form and geometry was represented using a D-optimal experimental design, resulting in 1,326 valid panel variants. Each configuration was subjected to nonlinear finite element analysis in the ANSYS environment, and critical buckling loads were obtained while preserving the curvature effect. The analyses revealed that parameters such as stringer shape and height play a decisive role in buckling modes. Mathematical models capable of accurately predicting panel weight and buckling capacity were developed based on the analysis data. Data representation (label/one-hot encoding), normalization, and data splitting strategies were compared; the Hybrid Nonlinear Rational (HNR) model emerged as the most suitable, effectively representing nonlinear and interactive structures with high generalizability. The compact structure of the model has facilitated its integration with optimization algorithms. Within the scope of the defined multi-objective optimization problem, four different stochastic algorithms (DE, SA, RS, NM) and modified variants of these algorithms were applied to minimize panel weight and maximize buckling resistance. The Differential Evolution algorithm produced the most balanced results in terms of solution stability and structural suitability. The study revealed that some algorithms produced physically invalid results, highlighting the importance of carefully constraining the optimization space.
Benzer Tezler
- Avrupa Topluluğu'nun bürokratik yapısı
Başlık çevirisi yok
GÜNİZ ODYAKMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Uluslararası İlişkilerİstanbul ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BENER KARAKARTAL
- Genital organ anomalisi gösteren olgularda kromozom ve x kromatini analizi
Chromosom and x chromatin analysis in the cases have genital organ anomalies
MUSTAFA SOLAK